Текст
Е. А. МАРШ АН
РЕМОНТ
ВСЫПНЫХ ОБМОТОК
АСИНХРОННЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
КОНТРОЛЬНЫЙ листок
СРОКОВ ВОЗВРАТА
КНИГА ДОЛЖНА БЫТЬ
ВОЗВРАЩЕНА НЕ ПОЗЖЕ
УКАЗАННОГО ЗДЕСЬ СРОКА
БИБЛИОТЕКА
ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 417
Е. Л. МАРШАК
РЕМОНТ
ВСЫПНЫХ ОБМОТОК
АСИНХРОННЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
Издание второе,
переработанное и дополненное
«ЭНЕРГИЯ» • МОСКВА 1975
6П2.1.081
М 30
УДК 621.313.333.045.004.67
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Большем Я. М., Зевакин 14., Каминский Е. А., Манцры-
кпн С. А., Розанов С. П., Рябцев Ю. 14., Синьчугов Ф. И.,
Смирнов А. Д., Соколов Б. А., Семенов В. А., Устинов П. 14.
Маршак Е. Л.
М 30 Ремонт всыпных обмоток асинхронных двигате-
лей. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975.
88 с. с пл. (Б ка электромонтера. Вып. 417).
Настоящая книга является вторым, переработанным и дополнен-
ным изданием книги «Ремонт обмоток статоров электрических машин
переменного тока», вышедшей в 1966 г.
В книге рассматриваются схемы, расчеты и технология ремонта
всыпных обмоток асинхронных электродвигателей мощностью 0,6
100 кВт напряжением до 660 В. Приводятся последовательность и ре-
жимы технологических операций, описываются ремонтные приспособле-
ния и оснастка.
Книга рассчитана на электрообмотчиков и мастеров элсктроремонт-
ных цехов промышленных предприятий, электростанций, транспорта,
связи, сельского хозяйства и других отраслей породного хозяйства.
30307-274
М 051(01)-75
114-75
6П2.1.081
Издательство «Энергия», 1975.
ПРЕДИСЛОВИЕ
XXIV съезд КПСС определил курс на интенсивное
развитие народного хозяйства, наметил дальнейшее про-
движение нашего общества по пути коммунистического
строительства.
Важнейшую роль в развитии материально-техничес-
кой базы коммунизма играет электрификация, призван-
ная обеспечить развитие и прогресс всех отраслей наше-
го народного хозяйства.
Повышение энерговооруженности промышленности
связано с увеличением парка электрических машин,
и в первую очередь самых распространенных из них —
асинхронных электродвигателей мощностью 0,6—100 кВт.
Непрерывно возрастающая потребность в электро-
двигателях не может быть удовлетворена увеличением
их выпуска электромашиностроительными заводами;
большое значение в этом имеет пополнение парка за
счет отремонтированных электродвигателей.
В настоящее время ежегодно ремонтируется свыше
3 млн. электродвигателей в указанном диапазоне мощ-
ности. Ежегодный прирост количества ремонтируемых
электродвигателей составляет около 10%, и, таким об-
разом, через 7—8 лет число ремонтируемых электродви-
гателей удвоится. Поэтому понятно, сколь важное на-
роднохозяйственное значение имеют техника и эконо-
мика ремонта.
Часть электродвигателей ремонтируется в централизо-
ванном порядке специализированными заводами, где
этот ремонт производится на достаточно высоком техни-
ческом уровне, по современной технологии — поточно-уз-
ловым методом.
Большая часть (не менее 80%) электродвигателей ре-
монтируется децентрализованно, непосредственно вла-
дельцами электрооборудования, в электроремонтных
участках и цехах промышленных предприятий, электро-
станций, транспорта, связи, сельского хозяйства и других
отраслей народного хозяйства. Их число по стране со-
ставляет несколько десятков тысяч. Только в Москве
и Московской области свыше тысячи таких цехов и участ-
ков. В этом случае, как правило, технология и органи-
зация ремонта недостаточно совершенны, что приводит
к снижению эксплуатационной надежности отремонти-
рованных электродвигателей, чрезмерным материальным
и трудовым затратам, а также к увеличению длительно-
сти нахождения электродвигателей в ремонте.
В настоящей книге описана рациональная техноло-
гия ремонта всыпных обмоток электродвигателей 0,6 —
100 кВт в электроремонтных цехах предприятий народ-
ного хозяйства с применением проверенных ремонтных
приспособлений и современных прогрессивных электро-
изоляционных материалов и обмоточных проводов. В до-
ступной форме приводятся также краткие сведения по
схемам и расчетам обмоток электродвигателей.
Автор будет признателен за критические замечания
и пожелания, которые просит направлять по адресу:
113114, Москва, Шлюзовая наб., 10, изд-во «Энергия».
Автор
1. СЕРИИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
До 1951 г. каждый из наших отечественных электро-
машиностроительных заводов разрабатывал и внедрял
свои типы электродвигателей, при одних и тех же мощ-
ности, напряжении, частоте (скорости) вращения и ис-
полнении они имели разные конструкцию и установочно-
присоединительные размеры.
Многообразны были вид и выполнение обмоток; при-
менялось много марок и большое количество размеров
проводов, что, естественно, затрудняло ремонт обмоток.
В 1946—1951 гг. Всесоюзным научно-исследователь-
ским институтом электромеханики (ВНИИЭМ) были раз-
работаны и внедрены в производство асинхронные элек-
тродвигатели единой серии мощностью до 100 кВт, напря-
жением до 500 В, частотой вращения до 750 об/мин
в двух основных исполнениях; брызгозащищенном (тип
А) и закрытом обдуваемом (тип АО).
Серия разработана в семи габаритах сердечника по
две длины в каждом габарите, т. е. имеет четырнадцать
типоразмеров. Шкала мощности состоит из 14 ступе-
ней: 0,6—1,0—1,7—2,8—4,5—7,0—10—14—20—28 — 40 —
55—75 и 100 кВт. Шкала мощности твердая; ряды мощ-
ностей электродвигателей на различные частоты враще-
ния (3000, 1500, 1000 и 750 об/мин) одни и те же и соот-
ветствуют приведенному выше ряду.
Типы электродвигателей имеют буквенно-цифровое
обозначение. Например, АО61-2 расшифровывается:
А — асинхронный, О — обдуваемый, первая цифра
после букв — порядковый номер габарита, вторая циф-
ра— порядковый номер длины сердечника, последняя
цифра после дефиса (черточки) —число полюсов.
Таким образом, указанный выше тип электровигателя
означает: асинхронный электродвигатель трехфазного
тока в закрытом — обдуваемом исполнении, с сердечни-
ком шестого габарита и первой длины, двухполюсный.
5
В электродвигателях 3—5-го габаритов применена оД
послойная обмотка статора, а в э-лектродиигателях 6
9-го габаритов — двухслойная и однослойная. Все элек-
тродвигатели серии с полузакры тыми пазами имеют
всыпные обмотки из круглого проовода.
В элекродвигателях старых вышусков при мощности,
превышающей 20—25 кВт, как правило, обмотки выпол
йены шаблонными жесткими ка-тушками (секциями),
проводом прямоугольного сечения.. Ремонт таких обмо-
ток сложней и более трудоемок, чем всыпных, требует
много ремонтных приспособлений.
Однако электродвигатели первом единой серии А и АО,
будучи по своим эксплуатационная м параметрам несрав-
ненно более совершенными, чем электродвигатели старых
выпусков, вскоре перестали удовлетворять возросшим по-
требностям промышленности.
Достижения в области производства электроизоля-
ционных, главным образом синтетических материалов,
и обмоточных проводов обусловили возможность раз-
работки и изготовления повой, более совершенной серии
электродвигателей.
В 1957—1959 гг. была разработана и пущена в про-
изводство новая серия электродвигателей А2 и АО2, име-
ющая повышенные технико-экономические показатели
при более низком расходе активных и конструкционных
материалов.
Серия электродвигателей мощностью 0,6—100 кВт со-
стоит из 1- 9-го габарита, по две длины в каждом габа-
рите, т. е. имеет 18 типоразмеров. Электродвигатели
1—5-го габаритов имеют закрытое обдуваемое исполне-
ние (АО2), а 6—9-го габаритов — защищенное (А2) и за-
крытое обдуваемое.
В сериях А2 и АО2 применена однослойная обмот-
ка для всех электродвигателей 1-го и 2-го габаритов
и для электродвигателей 3-го и 4-го габаритов серии
АО2.
Для всех остальных электродвигателей этой серии
применена двухслойная обмотка. Обмотки всыпные из
круглого провода.
В настоящее время для обеспечения высокого техни-
ческого уровня и конкурентоспособности отечественного
производства разработана и внедряется серия электро-
двигателей 4А, имеющая более широкую унификацию
узлов и деталей и меньшие габариты.
На компактности конструкции в значительной степе-
ни сказалось применение более тонких и более тепло-
стойких материалов для пазовой изоляции и для изоля-
ции обмоточных проводов.
По своим техническим и экономическим показателям,
а также по степени эксплуатационной надежности элек-
тродвигатели этой серии не уступают лучшим зарубеж-
ным образцам.
Обмоточные провода. Обмотки статора в электродви-
гателях старых выпусков (до внедрения электродвигате-
лей единых серий) выполнялись из провода марки
ПБД, имеющего очень большую толщину изоляции, зна-
чительно снижающую коэффициент заполнения паза
и тем самым ухудшающим использование электродвига-
теля.
Обмотка электродвигателей первой единой серии в за-
водском исполнении выполнена проводами марок:
ПЭЛБО — для электродвигателей серии А 3—9-го га-
баритов и серии АО 3—5-го габаритов;
ПОД — для электродвигателей серии АО 6—9-го га-
баритов.
В электродвигателях второй единой серии А2 и АО2
применены провода марок:
ПЭТВ — для электродвигателей 1—9-го габаритов
при нормальном исполнении и 1—5-го габаритов при
влагоморозостойком и тропическом исполнениях;
ПСДТ — для электродвигателей I—9-го габаритов
при химостойком исполнении;
ПСД— для электродвигателей 6—9-го габаритов при
влагоморозостойком и тропическом исполнениях.
В электродвигателях серии 4А применен провод мар-
ки ПЭТ-155. Наряду с указанным, в электродвигателях
этой серии с высотой оси вращения 56—132 мм применя-
ют обмоточные провода марок ПЭТВ и ПЭТВЭМ.
Для выводов обмотки применяют гибкие (составлен-
ные из тонких проволок) провода с эластичной изоляци-
ей, обладающие высокой механической и электрической
прочностью и достаточной стойкостью к воздействию про-
питочных лаков и растворителей. К этим проводам
предъявляется требование, чтобы эластичность и стой-
кость их изоляции сохранялись после воздействия высо-
кой температуры при сушке и пропитке обмоток.
В электродвигателях старых выпусков для выводов
применялся провод с резиновой изоляцией, пропитанной
6
7
противогнилостным составом, марки ПР Г, обладающий
большой гибкостью, эластичностью и высокой электри-
ческой прочностью. Существенный недостаток этого про-
вода— очень низкая нагревостойкость (в пределах
65°С), из-за чего его в настоящее время стараются по
возможности не применять даже для электродвигателей
с классом нагревостойкости изоляции А.
В электродвигателях единых серий для выводов при-
меняют провода марок:
ПРГ, ПРГБ и ЛПРГС для класса пагревостойко-
сти А;
ЛПЛ и ПВПО для класса нагревостойкости Е;
ПАЛ-130 и ПВБЛ для класса нагревостойкости В;
РГКМ, ПЭТЛ-200, ПАЛ-180, ПВКФ и ПВФС для класса
нагревостойкости F и Н.
Наряду с указанными проводами разрабатываются
и внедряются провода новых марок с более совершен-
ными механическими и электрическими качествами.
Пазовая изоляция (пазовая коробка) электродвигате-
лей старых выпусков и серий А и АО выполняется за-
водами-изготовителями из двух слоев электроизоляци-
онного картона толщиной по 0,2 мм и проложенного меж-
ду ними слоя лакоткани толщиной 0,2 мм. В качестве
равноценного заменителя применяют коробку, скомплек-
тованную из двух слоев пленкоэлектрокартона толщиной
0,27—0,3 мм, представляющего собой гибкий материал,
состоящий из электроизоляционного картона, оклеенного
с одной стороны полиэтилентерефталатной или триаце-
татной пленкой.
Для более ответственных и особенно для электро-
двигателей серии А и АО нагревостойкого исполнения
один слой электрокартона заменяют гибким миканитом
или гибким слюдинитом, а вместо лакоткани применя-
ют стеклолакоткань или лавсановую пленку.
В электродвигателях серии АО2 1—5-го габаритов
нормального исполнения пазовая изоляция выполнена
из одного слоя пленкоэлектрокартона толщиной 0,27 мм
на полиэтилентерефталатной пленке, а в электродвига-
телях 6—9-го габаритов — из электронита толщиной
0,2 мм в сочетании с гибким миканитом ГФС толщиной
0,2 мм и стеклолакотканью ДСП толщиной 0,15 мм. При
тропическом и влагоморозостойком исполнениях пазовую
изоляцию электродвигателей 1—5-го габаритов комплек-
туют из стекломпкапита Гj ФГТ толщиной 0,22 мм и стек-
8
Лолакотканп Л СП толщиной 0,11 мм, а 6 9 го габари-
тов—из стекломиканита класса нагревостойкости F мар-
ки Г2ФЭ1 толщиной 0,3 мм и стеклолакоткаии ЛСП тол-
щиной 0,11 мм.
В электродвигателях серии А2 6—9-го габаритов па-
зовая изоляция выполнена нз двух слоев пленкоэлектро-
картона толщиной 0,27 мм на полиэтилентерефталатной
пленке.
В электродвигателях новой серии 4А для пазовой
изоляции применены более тонкие и теплостойкие синте-
тические материалы с повышенной электрической и меха-
нической прочностью.
При нормальном исполнении и высоте оси вращения
электродвигателя 56—132 мм эту изоляцию выполняют
из пленки ПЭТФ толщиной 0,2—0,25 мм или из одного-
двух слоев пленки изофлекс 2—0,2 мм. При высоте вра-
щения электродвигателя 160—250 мм применяют компо-
зиционный материал тривольтерм толщиной 0,36—
0,38 мм или пленколакослюдопласт ГИП-ЛСП-ПЛ тол-
щиной 0,4 мм.
Междуслойные прокладки в пазах (для двухслойных
обмоток), прокладки под клиньями и междуфазовые про-
кладки в лобовых частях стремятся выполнять из тех же
материалов, что и пазовую изоляцию с целью использо-
вания отходов, получающихся при раскрое материалов
для пазовых коробок. В случаях, когда эта изоляция
двух- или трехслойная, слои проклеиваются между со-
бой.
В электродвигателях серии АО2 тропического и вла-
гоморозостойкого исполнения 1—9-го габаритов, серии
АО2 6—9-го габаритов нормального исполнения и серии
4А прокладки под клинья выполнены из стеклотекстоли-
та марки СТ и СТЭФ.
Изоляция выводов катушек, междукатушечных соеди-
нений и паек электродвигателей тропического и влагомо-
розостойкого исполнений серий АО2 1—9-го габаритов и
серии АО2 6—9-го габаритов нормального исполнения вы-
полнена электроизоляционными трубками марки ТКС.
В остальных электродвигателях серии А2 и АО2 наряду
с указанными применяют трубки марок ТЭЛ, ТЭС
и 1 КВ. В электродвигателях серии 4А применены более
теплостойкие и эластичные трубки марок ТКСП и ТКСГ.
Бандажировка лобовых частей обмоток электродвига-
телей старых выпусков серий А и АО, серии АО2 1 -5-го
9
Г а б л п ц а I
К"асе на- грев ст» й- кости Пропиточный лак Покровная эмаль
Марка X арактеристи ка Мазка Характеристи ка
А и Е МЛ-92 Алкпдно-меламино- вын лак печной суш- ки ГФ-92ХС (быв. СВД) Глифталс-мас- ляпая эмаль серого цвета воздушной сушки
МГМ-8 Смесь масля но ал- кидного пропиточного лака печной сушки ГФ-95 и меламино- формальд-г дной смо- лы К-421-02 в соот- ношснш масс 92:8 н.п'1 Ликов ГФ-95 и МЛ-92 в равных мас- сах ГФ-92ХК (быв. КВД) То же красно- го цвета
ГФ-92ГС (быв. СПД) Глифтале-мас- ляная эмаль серого цвета печной сушки
В МЛ-92 Алкидно-меломпно- вый лак печной суш- ки ГФ-92ГС (быв. СПД) Глнфтале-мас- ляная эмаль серого цвета печной сушки
МГМ-8 Смесь маслино-ал кпдного пропиточного лака печной сушки ГФ-95 и меламино- формальдегидной смо- лы К-421-02 в соот но- шении масс 92:8 или лаков ГФ-95 и МЛ-92 в равных массах
Е ПЭ-933 Полиэфирно-эпок- сидный термореактив- ный лак печной сушки ЭГ1-91, ЭП-92 Эпоксидная по- кровная эмаль (суспензия пи- гментов в эпо- ксидном лаке)
МГМ-8 Смесь масляно-ал- кидного пропиточного лака печной сушки ГФ-95 и мелампнофор- мальдегидиой смолы К-421-02 в соотноше- нии масс 92:8 или ла- ков ГФ-95 и МЛ-92 в равных массах ГФ-92ГС (быв. СПД) Глнфталс-мас- ляная эмаль печной сушки
10
Продолжение табл. 1
Класс на- гревостой- кости Пропиточный лак Покровная эмаль
Марка Характеристика Марка X арактеристи ка
и К-47к Кремнийорганичес- кий лак (раствор по- лиметилфенилсилокса- НОВОЙ СМОЛЫ, модифи- цированной полиэфиром в органических рас- творителях) ПКЭ-19, ПКЭ-22 Кремнийорга- нмческая эмаль, нагрево-- стойкая, низ- котемператур- ной сушки]
габаритов нормального исполнения и серии А2 6—9-го
габаритов выполнена преимущественно хлопчатобумаж-
ным крученым шнуром. В остальных электродвигателях
серии А02 нормального, тропического и влагоморозо-
стойкого исполнений бандажпровка лобовых частей вы-
полнена стеклочулком марки АСЭЧ(б), в электродвига-
телях серии 4А — стеклочулком АСЭЧ(б) и крученой по-
лиэфирной нитью.
Пазовые клинья электродвигателей старых выпусков,
серий А и АО, серии АО2 1—5-го габаритов и серии А2
6—9-го габаритов изготовлены из сухого дерева твер-
дых пород. В электродвигателях серии А02 6—9-го габа-
ритов клинья прессуются из прессматериала АГ-4.
В электродвигателях серии А02 1—9-го габаритов тро-
пического и влагоморозостойкого исполнения применен
стеклотекстолит марки СТЭФ. Клинья электродвигателей
серии 4А прессуют из теплостойких пластичных материа-
лов— пленок ПТЭФ, изофлекса 2, трпвольтерма.
Лаки и покровные эмали, применяемые в электрома-
шиностроении для пропитки и последующего наружно-
го (защитного) покрытия обмоток, непрерывно совер-
шенствовались по мере их разработки, а также внедре-
ния новых более прогрессивных материалов и обмоточ-
ных проводов.
Вид пропиточного лака определяется не только его
электрической и механической прочностью, теплостой-
костью, влагоморозостойкостью и другими физико-тех-
ническими свойствами, но также характером воздейст-
вия на изоляцию проводов и отчасти на электроизоля-
ционные материалы.
Ц
Наиболее распространенные пропиточные лаки и по-
кровные эмали, применяемые заводами-изготовителями
для всыпных обмоток в зависимости от класса нагрево-
стойкости, приведены в табл. 1.
2. СХЕМЫ ОБМОТОК
Исходным элементом, из которого составляется схе-
ма обмотки, является катушка, состоящая из одного или
нескольких последовательно соединенных витков. Вит-
ком является элемент, состоящий из двух последователь-
но соединенных между собой проводников, расположен-
ных под соседними разноименными полюсами. Провод-
ники, образующие виток, могут быть подразделены на
несколько параллельных проводов. К подразделению
витка прибегают для удобства намотки во избежание
применения грубого провода большого сечения.
Части катушки, лежащие в пазах сердечника стали,
являются пазовыми или активными частями катушки,
так как они пронизываются магнитным потоком и не-
посредственно участвуют в создании э. д. с. Проводники,
лежащие вне пазовой части и служащие для соединения
между собой активных частей катушки, называются ло-
бовыми частями катушки.
Катушка помимо определенного числа витков харак-
теризуется также своим шагом, т. е. числом пазовых де-
лений, заключенных между центрами пазов, в которые
закладываются стороны катушки.
Шаг катушки у называют диаметральным, если он ра-
вен полюсному делению т. В этом случае
где Z — число пазов статора; 2р — число полюсов об-
мотки.
Полюсное деление (см) представляет длину части
окружности расточки статора, приходящуюся на долю
одного полюса:
r.D
где D — диаметр расточки статора, см.
В двухполюсной электрической машине централь-
ный угол, соотретструющий полюсному делению, состав
13
ляет 180°, в четырехполюсной 90°, в шестиполюсной 60°
и т. д. . л
При составлении схем обмоток принято при любом
числе полюсов электродвигателя считать угол, соответ-
ствующий полюсному делению, равным 180 эл. град.
Тогда число электрических градусов в окружности
расточки электрической машины с любым числом полю-
сов будет равно 180-2р.
Шаг катушки может быть несколько меньше диамет-
рального, в этом случае его называют укороченным.
Укорочение шага катушки (обмотки) характеризует-
ся коэффициентом укорочения
где у — укороченный шаг обмотки.
Несмотря на то что укорочение шага влечет за собой
уменьшение э. д. с., индуктируемой в катушке (так как
обе стороны витка при укороченном шаге не могут од-
новременно находиться под центрами соседних полюсов),
оно широко применяется в двухслойных обмотках, так
как помимо экономии меди на длине лобовых частей
улучшает электрические свойства электродвигателя и об-
легчает укладку катушек в пазы.
В различных типах обмотки применяется укорочение
шага обычно 0,85—0,75, реже до 0,66, а в отдельных слу-
чаях и до 0,5.
Характерным показателем обмотки электродвигателя
является число пазов на полюс и фазу q. Это число по-
казывает, сколько катушечных сторон каждой фазы при-
ходится на один полюс обмотки. Поскольку катушеч-
ные стороны одной фазы, лежащие под двумя соседни-
ми полюсами обмотку, образуют катушечную группу,
то число q показывает, из скольких катушек состоят ка-
тушечные группы данной обмотки. Таким образом,
2pm
где m — число фаз обмотки.
Для рассматриваемых нами трехфазных обмоток
Для вышеприведенного примера, где Z=60 а
6-2 ~5,
15
Если же статор этой машины использовать для из-
готовления восьмиполюсной машины, то
т. е. число пазов на полюс и фазу будет дробным.
Так как число катушек в каждой отдельной катушеч-
ной группе может выражаться только целым числом, то
при дробном q катушечные группы не одинаковы — со-
держат разное число катушек, т. е. дробное q определя-
ет среднее число катушек, содержащихся в катушечных
группах.
Из условий симметрии обмотки следует, что все три
ее фазы должны иметь одинаковое количество катушек,
симметрично расположенных по окружности сердечника
стали. Именно в этом случае суммарные э. д. с. фаз об-
мотки будут равны по величине и сдвинуты между со-
бой на 120 или 240°.
Катушки должны быть соединены в катушечные
группы, а последние — в фазы так, чтобы обеспечить
необходимое количество полюсов обмотки и правильное
их чередование.
Катушки внутри катушечной группы соединяются
между собой всегда последовательно, а катушечные
группы в фазе могут быть соединены последовательно,
параллельно или смешанным способом (последовательно-
параллельно). Основным правилом при пересоединении
последовательной обмотки в параллельную или смешан-
ную является сохранение направления тока в катушеч-
ных группах таким же, как это имело бы место при по-
следовательном соединении, в котором направление то-
ков определяется чередованием полюсности обмотки.
На схеме требуется указать способ соединения фаз
обмотки в звезду или в треугольник. Каким из этих спо-
собов должны быть соединены фазы, определяют расче-
том обмотки.
Для одного и того же номинального напряжения для
различных машин могут применяться как один, так
и другой способ. Само соединение фаз может быть вы-
полнено как внутри машины, глухо, так и при помощи
перемычек на специальном щитке, вынесенном на кор-
пус машины. Последний способ удобен тем, что позво-
ляет более четко проводить профилактические испыта-
ния обмотки в процессе эксплуатации, так как начала и
14
концы всех фаз могут быть свободно присоединены
к испытательной аппаратуре.
Очень часто электродвигатели бывают пригодны для
работы на любом из двух номинальных напряжений, на-
ходящихся в соотношении 1 :/3, например, 127 и 220 В,
220 и 380 В пли 380 и 660 В; тогда при меньшем из этих
двух напряжений его фазы должны быть соединены
в треугольник, а при большем в звезду.
Рис. 1. Соединение фаз обмотки электродвигателя
напряжением 220/380 В.
а—в звезду на 380 В; б в треугольник на 220 В.
На рис. 1 показаны принципиальные схемы соедине-
ния фаз обмотки и соответствующие этим соединениям
переключения, производимые на внешнем щитке для
асинхронного двигателя на номинальные напряжения
220/380 В.
Обмотки электродвигателей подразделяются на пет-
левые и волновые. Петлевые обмотки, как правило, ис-
пользуются для статоров, а волновые — для фазных ро-
торов асинхронных двигателей.
Как петлевые, так и волновые обмотки могут быть
однослойные и двухслойные.
При однослойной обмотке каждая сторона катуш-
ки занимает весь паз, при двухслойной обмотке сторо-
на катушки занимает по высоте только половину паза,
15
т. е, в каждый паз закладываются две стороны катушки,
образуются два слоя обмотки.
Из сказанного следует, что при однослойной обмот-
ке число катушек равно половинному числу пазов, а при
двухслойной — полному числу пазов.
Основными недостатками однослойных обмоток по
сравнению с двухслойной являются увеличенный (дохо-
дящий до 20%) расход меди и ограниченные возможно-
сти построения схемы обмотки с укороченным шагом
и с дробным q для наиболее распространенного вида
однослойных обмоток — концентрических.
Указанные недостатки однослойных обмоток ограни-
чивают их применение, с другой стороны, однослойные
обмотки позволяют существенно повысить коэффициент
заполнения паза из-за отсутствия изоляционного слоя
между катушками, в середине паза.
Перед тем как перейти непосредственно к рассмот-
рению схем обмоток, следует обусловить приемы изо-
бражения схем на чертежах.
Чертеж схемы в условном виде представляет собой
развертку окружности статора или ротора на плоскости.
Пазы и стороны уложенных в них катушек изображают
прямыми линиями. Схемы двухслойных обмоток в пазо-
вой части изображают двумя рядом расположенными
линиями — сплошной и пунктирной, причем сплошная
линия обозначает сторону катушки, уложенную в верх-
нюю часть паза, а пунктирная линия — нижнюю сторо-
ну катушки, уложенную на дно паза. Нижний и верх-
ний слой лобовых частей изображают соответственно
пунктирными и сплошными линиями.
Стрелки на элементах обмотки, проставленные на не-
которых схемах, показывают направление э. д. с. или то-
ков в соответствующих элементах обмотки в определен-
ный (один и тот же для всех фаз обмотки) момент вре-
мени.
Начала и концы фаз обмотки статора обозначают:
начало 1-й фазы С1, 2-й фазы С2, 3-й фазы С3\ конец
1-й фазы С4, 2-й фазы С5, 3-й фазы С6.
Для составления схемы обмотки помимо указания
ее вида должны быть даны определяющие ее. парамет-
ры: Z — число пазов; 2р— число полюсов; у—шаг об-
мотки по пазам; а— число параллельных ветвей в фазе;
Y (звезда) или А (треугольник) — способы соедине-
ния фаз.
16
ОДНОСЛОИНЫЬ ОБМОТКИ
Однослойные обмотки подразделяются на концентри-
ческие и шаблонные.
На рис. 2 (см. вклейку между стр. 32 и 33) представ-
лена трехфазная схема однослойной концентрической об-
мотки стяторя для четырехполюсного электродвигателя,
число пазов которого Z=36 и фазы обмотки соединены
в звезду.
При составлении схемы руководствуются следующи-
ми соображениями.
Полюсное деление составляет
Z 36 _Q
2р “ 4 У-
Число пазов на полюс и фазу равно
z _ 36
2pm 4-3
В соответствии с этим первую катушечную группу,
состоящую из трех катушек, закладывают левыми сторо-
нами катушек в пазы 1, 2 и 3, а правыми сторонами —
в пазы 10, И и 12. Началом первой фазы С1 принима-
ют вывод из левой стороны катушки, заложенной
в паз 1. Заключенные между сторонами первой кату-
шечной группы пазы 4— 9, а также пазы 13—18 займут
катушки двух других фаз. Таким образом, следующая
катушечная группа первой фазы займет левыми сторо-
нами катушек пазы 19, 20 и 21, а правыми сторонами па-
зы 28, 29 и 30.
Для правильного образования полюсов в однослой-
ных обмотках (кроме обмоток, выполненных «вразвал-
ку»), т. е. в обмотках, где число катушечных групп в фа-
зе равно числу пар полюсов, они должны соединяться
разноименными концами (конец первой катушечной груп-
пы с началом второй, конец второй катушечной группы
с началом третьей и т. д.).
Исходя из этого, соединяют между собой концы ка-
тушек, выходящие из пазов 10 и 19. При этом соединении
двух катушечных групп оставшийся свободным вывод из
правой стороны катушки, заложенной в паз 28, является
выводным концом первой фазы С4.
Начало второй фазы сдвигают от начала первой фа-
зы обычно на 120 эл. град., т, е. на 2/з полюсного деле-
2—980 _
> If п-1* J J
Библ юг
X 0. идЯ»* ...
иия. Здесь же следует отметить, что этот сдвиг может
быть произведен также на число электрических граду-
сов, равное 120 + 360/1, где п— любое целое число, и
только в целях концентрации всех выводов на одном
участке обмотки их сдвигают на минимально возможное
расстояние, на 120 эл. град.
Начало второй фазы С2 должно быть сдвинуто на
2/зт, т. е. на 7зХ9 = 6 пазов, т. е. располагается
в 1+6—7-м пазу.
Следовательно, первая катушечная группа второй фа-
зы займет левыми сторонами катушек пазы 7, 8 и 9,
а правыми сторонами — пазы 16, 17 и 18. Пазы 19—24
займут катушки других фаз, а вторая катушечная груп-
па второй фазы займет левыми сторонами катушек па-
зы 25, 26 и 27 и правыми сторонами пазы 34, 35 и 36.
Катушечные группы второй фазы соединяют между
собой концами катушек, выходящих из пазов 16 и 25.
Оставшийся свободным вывод из правой стороны ка-
тушки, заложенный в паз 34, является выводным концом
второй фазы С5.
Начало третьей фазы СЗ, сдвинутое от начала вто-
рой фазы па 2/3 полюсного деления, располагают в па-
зу 13.
В первой катушечной группе третьей фазы левые сто-
роны катушек займут пазы 13, 14 и 15, а правые сторо-
ны— пазы 22, 23 и 24. Вторая катушечная группа этой
фазы располагается левыми сторонами катушек в пазах
31, 32 и 33 и правыми сторонами в пазах 4, 5 и 6. Сое-
диняют между собой катушечные группы концами, выхо-
дящими из пазов 22 и 31. Свободный вывод, выходящий
из правой стороны катушки, заложенной в паз 4, явля-
ется выводным концом третьей фазы С6.
Для соединения фаз в звезду соединяют выводы С4,
С5 и С6.
Чтобы проверить правильность образования полю-
сов, следует указать стрелками направление токов на
входных концах фаз Cl, С2 и СЗ.
Как следует из векторной диаграммы фазных токов
трехфазной системы, в любой момент времени направле-
ние тока в начале одной из фаз обмотки всегда противо-
положно направлению токов в началах двух других фаз.
Сообразуясь с этим, проставляют на линии пазов
стрелки, показывающие направление тока в сторонах ка-
тушек, что и определит правильность образования полю-
сов в обмотке — ИХ число и чередование, а также пра-
обмотке ш?ги ,:ату
ней (самой малой) шаг равен 9 +
Средний же шаг всех катушек, входящих в катушеч-
ную группу, который является расчетным при определе-
ни э. д. с. обмотки, составляет:
(4^-1) + (2g + 1)_3„ =
2 2р
т. е. является диаметральным.
В некоторых электродвигателях старых выпусков на-
пряжением 500 В с однослойной всыпнои обмоткой,
а также в близкой к ней по конструкции так называе-
Рис. 3. Расположение лобовых частей двухплоскост-
ной концентрической обмотки.
мой «протяжной» обмоткой применялась дополнитель-
ная изолировка лобовых частей каждой катушечной
группы, и они различались по способу расположения
лобовых частей. Обмотку, изображенную на рис. 2, назы-
вают двухплоскостной, так как в ней лобовые части рас-
положены в двух плоскостях. Возможные виды взаи-
морасположения лобовых частей 1-й и 2-й плоскостей
указаны на рис. 3.
В однослойной обмотке число катушечных групп
в фазе равно числу пар полюсов р; следовательно, чис-
ло катушечных групп всей обмотки будет Зр, т. е. Зр/2
малых (1-й плоскости) катушечных групп и Зр/2 больших
(2-й плоскости) катушечных групп. Число Зр/2 может
быть целым тогда, когда р четное, т. е. когда число полю-
сов оо.мотки 2р равно 4, 8, 12, 16 и т. д. Это значит, что
только при числе полюсов машины из указанного ряда
вся двухполюсная обмотка может быть распределена на
три фазы с равным числом больших и малых катушеч-
ных групп в каждой фазе, как это имело место в офмот-
2* 19
18
ке, приведенной на рис. 2, или в обмотке, приведенной на
рис. 4 для восьмиполюсной машины (см. вклейку межд\
стр. 32 и 33).
В том же случае, когда число пар полюсов машины
нечетное, т. е. 2р равно 6, 10, 14, 18 и т. д„ двухплоско-
стная обмотка не может быть распределена по фазам
с одинаковым количеством больших и малых катушеч-
ных групп. Она должна иметь так называемую «переход-
ную» катушечную группу, как бы наполовину находя-
щуюся в первой плоскости, наполовину — во второй
Схема такой обмотки для шестиполюсной машины при-
ведена на рис. 5 (см. вклейку между стр. 32 и 33).
Если еще раз обратиться к рис. 2 и 4, то легко уста-
новить, что обмотка на рис. 2 имеет последовательное
соединение катушечных групп в фазе, а обмотка на
рис. 4 — соединение в две параллельные ветви. По об-
щему принципу образования параллельных ветвей по-
следние должны иметь одинаковые индуктивные и актив
ные сопротивления для обеспечения равенства проходя-
щих по ним токов. Следовательно, обмотка, изображен-
ная на рис. 2, при соединении в две параллельные ветви
имела бы неодинаковые активные сопротивления, так как
в одну параллельную ветвь входила бы малая катушеч-
ная группа, а в другую — большая с разными длинами
лобовых частей и, следовательно, разными активными со-
противлениями. Что касается схемы, изображенной на
рис. 4, то здесь в каждую параллельную ветвь входит
по одной малой и одной большой катушечной группе
и, следовательно, соблюден принцип одинаковости ак
тивных сопротивлений. Если же эту обмотку соединить
в четыре параллельные ветви, то этот принцип был бы
нарушен, обмотка получалась бы с разными активными
сопротивлениями в параллельных ветвях.
Следует заметить, что в асинхронных электродвига-
телях активное сопротивление фазы обмотки составля-
ет обычно не более 10—12% полного сопротивления, ко-
торое в основном зависит от индуктивного сопротивления.
И если учесть, что за счет различной длины прямолиней-
ных вылетов большой и малой катушечных групп разни-
ца в их активных сопротивлениях будет также примерно
10—12%, то разница в полных сопротивлениях парал-
лельных ветвей (при условии равенства их индуктивных
сопротивлений) и, следовательно, токов в них составит
около 1%. что практически не может повлиять на работу
электродвигателя. Это положение служит объяснением
вменения для двухполюсных электродвигателей
тоехплоскостных обмоток с различными длинами кату-
шечных групп В фазах и соответственно различными ак-
тивными Сопротивлениями фаз обмотки (см. рис. 7).
На рис. 6 изображена схема обмотки для четырехпо-
люсного электродвигателя, точно такого же, для кото-
рого бы та ранее представлена схема на рис. 2. Различие
этих схем состоит в том, что обмотка на рис. 6 (см.
вклейку между стр. 32 и 33) состоит из одинаковых ка-
тушечных групп («равнокатушечная»). При соединении
этой обмотки в две параллельные ветви не будет разни-
цы в активном сопротивлении параллельных ветвей и
если в обыкновенной однослойной обмотке число видов
катушек будет равно 2 q, то в равнокатушечнои обмотке
это число будет только q.
На рис. 7 представлена иногда применявшаяся для
электродвигателей старых выпусков, для двухполюсных
машин схема трехплоскостной обмотки (лобовые части
обмотки располагаются в трех плоскостях). Как видно
из рис. 7 (см. вклейку между стр. 32 и 33), лобовые части
первой фазы обмотки располагаются только в 1-й пло-
скости, второй фазы — только во 2-й плоскости и третьей
фазы — только в 3-й плоскости.
Таким образом, как об этом уже упоминалось, ак-
тивные сопротивления фаз в этой обмотке различны.
Другой особенностью этой схемы является то, что кату-
шечная группа, состоящая из шести катушек (9 = 6), раз-
бита на две концентрические полугруппы по три катуш-
ки в каждой, т. е. катушечная группа как бы развалена
надвое. Отсюда такую обмотку часто называют на-
мотанной «вразвалку».
Способ намотки «вразвалку» применяют для электро-
двигателей с большим числом полюсов при числе пазов
на полюс и фазу q, равном шести или восьми и реже при
q, равном четырем. Обмотка со сравнительно большим
числом q, спроектированная «вразвалку», дает возмож-
ность уменьшить радиальные размеры корпуса электро-
двигателя за счет небольшого увеличения ее аксиаль-
ных размеров, что в результате приводит к снижению об-
щей массы электродвигателя.
Основные положения, которыми следует руководство-
ваться при составлении схемы однослойной концентри-
ческой пбчотки. следующие:
2С
1. Исходя из технологических условий заготовки и ук-
ладки катушек, а также условий эксплуатации электро-
двигателя, выбирают тип обмотки (двух- или трехплос-
костная, разно- или равнокатушечная).
2. Определяют число катушек в катушечной группе,
равное числу q.
3. Определяют шаг катушек по пазам. Шаг большой
(внешней) катушки в катушечной группе равен 4 q—1.
Например, в обмотке с </=4 шаг внешней катушки ра-
вен 15, или, как принято обозначать, шаг 1 16. Шаг
каждой следующей внутренней катушки уменьшается на
два пазовых деления, т. е. составит 1 -14, 1— 12 и 1 —10.
4. Определяют, возможно ли соединить проектируе-
мую обмотку в требуемое число а параллельных ветвей.
Для этого необходимо, чтобы частное p/а было целым
числом.
5. Расставляют направления токов под полюсами, об-
разованными магнитным полем обмотки, соединяя при
помощи междукатушечных соединений отдельные ка-
тушки в катушечные группы и при помощи междугруп-
повых — катушечные группы в фазы; при этом выбран-
ное направление тока в фазе должно соответствовать
стрелкам во всех катушках фазы.
6. Выбирают катушки, из которых должны выходить
начала и концы фаз обмотки. Для проверки правильно-
сти определения начал и концов фаз следует восполь-
зоваться правилом о направлении токов в фазах, о кото-
ром уже упоминалось.
IIJаблонные обмотки можно подразделить на простую
шаблонную обмотку, шаблонную обмотку «вразвалку»
и цепную обмотку.
На рис. 8 приведена полная развернутая схема про-
стой шаблонной обмотки двухполюсного электродвига-
теля при q = 3. Из этой схемы видно, что катушки шаб-
лонной обмотки (это относится ко всем типам шаблонных
обмоток) имеют трапецеидальную форму. Одна па-
зовая часть катушки — длинная, другая- короткая. Ло-
бовые части катушек при этом располагаются в двух
плоскостях (см. вклейку между стр. 32 и 33).
Как видно из схемы, образование катушечных групп
и фаз обмотки, определение начал и концов фаз произ-
водятся так же, как и в концентрической обмотке.
Положительным качеством этой обмотки является то,
что все катушки совершенно одинаковы по форме.
22
эти схемы 'представлены
Рассматривая эти схемы,
короткие стороны катушек
длинные стороны лежат
катушка состоит из корот-
Шаблоппая обмотка, так же как и концентрическая,
может быть выполнена способом «вразвалку». Па рис. 9
изображена схема шаблонной обмотки «вразвалку» для
двухполюсного электродвигателя при Z—24 (см. вклей-
ку между стр. 32 и 33).
Схему на рис. 9 можно рассматривать как промежу-
точную между шаблонной обмоткой «вразвалку» и так
называемой цепной обмоткой. Цепные обмотки также
выполняют «вразвалку». Отличие же их от предыдущих
обмоток заключается в том, что в них короткие и длин-
ные стороны катушек чередуются, т. е. «развалка» про-
изводится не по полугруппам, а по катушкам.
Па рис. 10 п 11 представлены схемы цепных обмоток
соответственно для шести- и четырехполюсного электро-
двигателя. Для наглядности
в виде кольцевой развертки,
мы можем заметить, что если
лежат в нечетных пазах, то
в четных. Но так как каждая
кой и длинной стороны, то цепную обмотку можно обра-
зовать только в том случае, если ее шаг будет нечетным.
Важно также отметить, что обмотки, изображенные
на рис. 10 и И, выполнены с укороченным шагом кату-
шек по пазам. На той и другой схеме шаг равен пяти,
в то время как диаметральный шаг этих обмоток равен:
для рис. 10 (см. вклейку между стр. 32 и 33)
Z 36 ,,
—=~?-=б;
2р 6 ’
для рис. 11 (см. вклейку между стр. 32 и 33)
Z _ 24 „
2р 4 ~6-
Таким образом, цепная обмотка может быть выпол-
нена с укороченным шагом, что дает экономию меди
в лобовых частях.
ДВУХСЛОЙНЫЕ ОБМОТКИ С ЦЕЛЫМ ЧИСЛОМ ПАЗОВ
НА ПОЛЮС И ФАЗУ
Наибольшее распространение в статорах электродви-
гателей переменного тока имеют двухслойные петлевые
обмотки.
Вес катушки двухслойной обмотки одинаковы что
упрощает и удешевляет их изготовление.
п-rr. азва,,ие «Двухслойной» обмотка получила потому,
что в паз закладываются стороны двух катушек, а каж-
23
Дая катушка располагается па era горе в двух слоях. Один
слои обмотки укладывается на дне паза («нижний» слой).
а другой —в части паза, прилегающей к расточке стато-
ра («верхний» слой). Лобовые части катушки также зани-
мают два слоя, а переход из одного слоя в другой осу-
ществляется в головках катушек.
По своим электрическим признакам двухслойные
петлевые обмотки имеют следующие преимущества:
возможность применения катушек с любым укороче-
нием шага, причем шаг катушки может быть как четным,
так и нечетным;
сравнительно несложное выполнение обмотки с чис-
лом пазов на полюс и фазу любой дробности;
возможность применения разновитковых катушек
для полного использования площади пазов статора, ес-
ли в результате электромагнитного расчета окажется,
что полное число активных проводников в пазу должно
быть нечетным.
Перечисленные качества двухслойной петлевой об-
мотки обеспечивают преимущественное применение ее
для статоров асинхронных электродвигателей.
В качестве примера, пользуясь принятыми нами ра-
нее условными графическими и буквенными обозначения-
ми, приводится схема двухслойной обмотки со следующи-
ми параметрами (рис. 12): 2р = 8; Z=48; у=5; о=1 (см.
вклейку между стр. 32 и 33).
Так как диаметральный шаг этой обмотки, равный
полюсному делению,
Z 48 „
’Е = -2Г=-8-==6’
то коэффициент укорочения обмотки
k — .у____________________5
t — 6 ’
Число пазов на полюс и фазу
_ Z _ 48 _9
2рт 8-3
В соответствии с этим 1-ю катушечную группу, состо-
ящую из двух катушек, закладывают верхними сторона-
ми катушек в пазы, условно обозначенные 1 и 2, нижни-
ми сторонами в пазы 6 и 7.
Началом первой фазы С1 принимают вывод катуш-
ки из верха первого паза.
24
В₽пх пазов 3 4, 5 и 6 и низ пазов 5, 9, 10 и 11 зай-
мут соответственно катушечные группы других двух фаз.
У Таким образом, следующая катушечная группа пер-
вой фазы займет своими верхними сторонами пазы 7 и 8,
я нижними —пазы 12 и 13. v
Остальные катушечные группы перво».фазы займут
тТзП/ и® . сторонами ’кату-
шек naL И » /Я И « 25. Ж " 87~ 42 " 43-48 "
Для правильного образования полюсов катушечные
группы при последовательном соединении (в нашем слу-
чае а= 1) соединяют между собой одноименными выво-
дами. При соединении таким способом всех катушечных
групп первой фазы получится свободный вывод из вер-
ха катушки, заложенной в паз 43. Этот вывод и является
выводным концом первой фазы С4.
Начало второй фазы сдвигают от начала первой фа-
зы, если q — целое число, на 120 эл. град., или на 2/з по-
люсного деления.
Так как полюсное деление т=6, то начало второй
фазы сдвигают на 2/s-6=4 паза, т е. располагают в 5-м
пазу (1+4).
Аналогично этому начало третьей фазы располагают
в пазу 9.
Концы второй и третьей фазы, также сдвинутые от
конца первой фазы на 2/п, находятся соответственно
в пазах 47 и 3.
Обращает на себя внимание, что в одном пазу каж-
дого полюса (пазы 6, 12, 18 и т. д.) имеет место встреч-
ное направление токов в верхней и нижней сторонах
катушек. Это является следствием принятого укорочения
шага обмотки на один паз. (Принят шаг, равный пяти,
по сравнению с диаметральным шагом, равным шести.)
При укорочении на два паза по отношению к ди-
аметральному встречное направление токов будет уже
в двух пазах каждого полюса. В этом легко убедиться,
если составить схему, отличающуюся от приведенной на
рис. 12 только шагом обмотки 1—5 (вместо 1—6), и обо-
значить стрелками направления токов во всех элементах
обмотки.
При диаметральном шаге обмотки не будет встреч-
ных направлений токов в одном и том же пазу.
Как указывалось, в зависимости от расчетных дан-
ных катушечные группы в фазе могут быть соединены
25
между собой последовательно или параллельно (в две
или несколько параллельных ветвей).
На рис. 13 (см. вклейку между стр. 32 и 33) привел»
на схема обмотки с параметрами, аналогичными параме.
трам обмотки на рис. 12, по при соединении катушечны?
групп в две параллельные ветви (о = 2).
Возможное число параллельных ветвей а обмотки
с целым числом пазов па полюс и фазу определяется тре
бовапием, по которому отношение 2р/п должно выра
жаться целым числом, так как указанное отношение раз
но числу катушечных групп, приходящихся па каждую
параллельную ветвь, а это число, естественно, не может
быть дробным. Отсюда следует, что число параллельных
ветвей может быть равно 1; 2; р и 2р при любом чпел»
полюсов машины.
Число параллельных ветвей может быть равно /т/2,
р/3, р/4, ..., р/п только в обмотках, число полюсов кото
рых делится соответственно на 4, 6, 8, ..., 2/1, т. е. число
параллельных ветвей может быть равно:
р/2 для обмоток, имеющих 4, 8, 12, 16 полюсов и т. д.
р/З для обмоток, имеющих 6, 12, 18, 24 полюсов и т. .д
р/4 для обмоток, имеющих 8, 16, 24, 32 полюсов
и т. д.
/?/5 для обмоток, имеющих 10, 20, 30, 40 полюсов
и т. д.
р/6 для обмоток, имеющих 12, 24, 36, 48 полюсов
и т. д.
ДВУХСЛОЙНЫЕ ОБМОТКИ С ДРОБНЫМ ЧИСЛОМ ПАЗОВ
НА ПОЛЮС И ФАЗУ
Выше упоминалось, что одним из важнейших преиму-
ществ двухслойной петлевой обмотки является практи-
ческая возможность выполнения обмотки с числом пазов
на полю? и фазу любой дробности.
Представим себе такой случай. Асинхронный электро-
двигатель с параметрами обмотки статора Z = 72; 2р= 12,
я = 1 при ремонте модернизируется с увеличением мощ
пости за счет повышения его номинальной частоты вра-
щения (синхронной) с мс—500 об/мин (2р = 12) до пс =
= 600 об/мин (2р=10).
До модернизации:
Z 72 о
q ~~ 3-2р — 3-12 — 2’
после модернизаций:
9 = _зЛ0-~2^’
Как указывалось, число q определяет число катушек
в катушечной группе. Дробное q означает, что в обмот-
ке не все катушечные группы одинаковы. Одни из них
состоят из большого числа катушек и называются боль-
шими катушечными группами, другие с меньшим чис-
лом катушек, называются малыми.
В общем случае дробное число пазов на полюс и фа-
зу представляется в виде целого числа и правильной дро-
би:
Для нашего примера: й = 2, с = 2, d=5.
При составлении схемы часть катушечных групп ком-
плектуется из йф1 катушек (большие катушечные груп-
пы), а часть из b катушек (малые катушечные группы).
Количество больших и малых катушечных групп в каж-
дой фазе, а следовательно, и во всей обмотке определя-
ется дробной частью (c/d) числа q. В применении к вы-
бранному нами примеру па каждые d = 5 катушечных
групп во всей обмотке (также и в фазе) приходится
с—2 больших катушечных групп, состоящих из йф1=3
катушек и d- с—3 малых катушечных групп, состоящих
из й = 2 катушек.
Для выполнения схемы обмоток остается только оп-
ределить порядок чередования больших и малых кату-
шечных групп по окружности статора.
Так как на каждые d катушечных групп по всей ок-
ружности статора будет приходиться с и d — с соответ-
ственно больших и малых, то первые d катушечных групп
называют периодом чередования и записывают (по дан-
ным нашего примера): (2 3 2 3 2); пли в любом другом
распределении: (2 2 2 3 3), (2 3 3 2 2), (3 2 2 2 3) и т. д.
Выбрав какое либо распределение для периода че-
редования, повторяют его столько раз, сколько число d
содержится в полном количестве катушечных групп всей
обмотки, т. е. ~р раз. Для выбранного нами приме-
ра период чередования повторяется —5'° ^6 раз.
26
27
и полное чередование катушечных групп по окружности
статора примет вид:
(2 3 2 3 2), (2 3 2 3 2), (2 3 2 3 2),
(2 3 2 3 2), (2 3 2 3 2), (2 3 2 3 2).
Практически для полной характеристики чередования
катушечных групп всей обмотки достаточно записат
(2 3 2 3 2) и т. д.
На рис. 14 приведена схема соединений обмотк!
с q — l1^, в которой группы из двух и одной катушек че
редуются между собой (см. вклейку между стр. 32 и 33)
Распределение больших и малых катушечных групп
внутри периода чередования может быть совершенно
произвольным. Любое из приведенных выше в нашем
примере распределений обеспечивает правильное выпол-
нение схемы обмотки. Практически принято распреде-
лять большие и малые катушечные группы внутри пе
риода чередования по возможности равномерно.
Исходя из этого положения, рекомендуем наиболее
простой, проверенный практикой способ определения че
редований для двухслойных петлевых обмоток с числом
q любой дробности. Так, например, требуется составить
чередование катушечных групп по окружности зтатора
при <7=23/ю. По виду дроби определяем, что чередова-
ние будет состоять из семи двухкатушечных и трех трех
катушечных групп. Выписываем строчку из семи двоек
22, 22, 22, 2.
т t t
Стараясь по возможности равномерно распределить
большие и малые катушечные группы, в промежутки,
указанные стрелками, вставляем тройки; получаем за-
конченное чередование:
(2 2 3 2 2 3 2 2 3 2).
Если <? — 27/ю, то трехкатушечных групп будет боль
ше, чем двухкатушечных. Поэтому первую строчку со
ставляем из семи троек, а между ними расставляем
двойки.
Необходимость проверки приемлемости выбранного
распределения катушечных групп внутри периода чере-
дования может возникнуть лишь в том случае, если в со-
ставляемой схеме необходимо выполнить параллельные
ветви.
Число возможных параллельных ветвей в двухслой-
ных петлевых обмотках с дробным q определяется из со-
отношения
целому числу.
ad
Все сказанное выше о трехфазных обмотках с дроб-
ным числом пазов на полюс и фазу справедливо для всех
значений q, кроме тех, когда знаменатель дробности а ра-
вен или кратен 3. В этом последнем случае получается
так называемая несимметричная трехфазная обмотка,
где фазные напряжения не одинаковы по величине
и сдвинуты относительно друг друга на угол не точно
равный 120 или 240°.
3. РАСЧЕТЫ ОБМОТОК
Электродвигатели, поступающие в ремонт, как пра-
вило, имеют заводской паспортный щиток (паспортную
табличку) и обмотку, сохранившуюся в такой степени,
что возможно безошибочно определить обмоточные дан-
ные электродвигателя.
В этом случае, если при ремонте не требуется изме-
нить параметры электродвигателя (напряжение и часто-
ту вращения), имеются требуемые провода и электро-
изоляционные материалы, и кроме того обмоточные дан-
ные электродвигателя совпадают с содержащимися в опу-
бликованных альбомах [Л. 9], которыми обычно распо-
лагают электроремонтные цехи, нет надобности произво-
дить какие-либо расчеты; при ремонте полностью
повторяется заводское исполнение обмотки.
Если не сохранился заводской паспортный щиток
п даже отсутствует обмотка электродвигателя, следует
измерить внешний и внутренний диаметры и длину сер-
дечника статора и ротора, определить форму, размеры
и число пазов в сердечниках и попытаться найти в аль-
боме обмоточных данных тип электродвигателя, соответ-
ствующие данные которого полностью совпадали бы
с замеренными. Если таким способом будет точно ус-
тановлен тип электродвигателя, то также нет надобности
производить расчет обмотки; ее следует выполнить по
гател"11*1' 0ТН0СЯ1ЦПМСЯ к выявленному типу электродви-
В тех же случаях, если электродвигатель очень старо-
го выпуска и его нет в альбоме обмоточных данных или
28
29
он изготовлен иностранной фирмой, то расчет обмотки не
обходим, даже если в нем частично или полностью со
хранилась обмотка. Это объясняется тем, что электро
двигатель мог ранее ремонтироваться с отступлениями
от заводского исполнения, причем эти отступления мог
ли быть недопустимыми и даже послужить причиной вы
хода электродвигателя из строя. Расчетным путем (по
верочпым расчетом) устанавливается, соответствует Л)
обмотка паспортным данным электродвигателя и нахо
дятся ли в норме его электромагнитные нагрузки.
Расчет обмотки также необходим:
при изменении параметров электродвигателя — для
определения обмоточных данных, обеспечивающих повьи
измененные параметры;
при изменении заполнения паза из-за отсутствия элек-
троизоляционных материалов и провода требуемых раз-
меров и марок, а также при необходимости изменения
числа витков, заложенных в паз. Расчетом оценивается
влияние указанных изменений на мощность электродви-
гателя;
при изменении материала провода (замене медного
провода на алюминиевый). Расчетом оценивается влия-
ние указанной замены на мощность электродвигателя.
Для электродвигателей, которых нет в альбоме обмо-
точных данных при отсутствии заводского паспортного
щитка и полностью демонтированной обмотке необхо-
дим так называемый восстановительный расчет для оп-
ределения параметров электродвигателя и установления
обмоточных данных. Этот вид расчета, являющийся на-
иболее сложным, может дать только приближенное реше-
ние, которое должно уточняться по результатам испыта-
ния отремонтированного электродвигателя.
ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ
Длительным опытом проектирования и изготовления
асинхронных двигателей установлены допустимые элек-
тромагнитные нагрузки для обмоток и активной стали
и степень (коэффициент) заполнения паза обмоточным
проводом.
Целью проверочного расчета является вычисление
указанных величин и сравнение их с допустимыми зна-
чениями. Если в результате расчета будет установлено,
что электромагнитные нагрузки и коэффициент заполне-
30
ния паза находятся в допустимых пределах, то можно
считать, что обмоточные данные электродвигателя соот-
ветствуют его паспортному щитку.
На основании паспортных и обмоточных данных,
а также снятых с натуры размеров электродвигателя оп-
ределяют следующие необходимые для расчета величи-
ны:
1. Число полюсов электродвигателя
| 2/—®, О
где f — частота тока в питающей сети, Гц; пс — синхрон-
ная частота (скорость) вращения электродвигателя (ча-
стота вращения магнитного поля статора).
Для принятой в СССР для промышленных целей ча-
стоты тока 50 Гц
2/7==^0№. (2)
На паспортном щитке электродвигателя указывается
не синхронная частота вращения, а действительная п,
отличающаяся от синхронной на величину скольжения.
Скольжение при номинальной мощности электродви-
гателя выражается в процентах по отношению к син-
хронной скорости
S==(?£2ZZL ЮО (3)
/?с
и составляет в зависимости от мощности электродвигате-
ля 1,5—5%.
Таким образом, для определения числа полюсов сле-
дует частное от деления 6000 на число, указывающее ча-
стоту вращения, уменьшить на 1,5—5% до ближайшего
целого четного числа.
2. Полюсное деление (см)
где D — внутренний диаметр статора (диаметр расточ-
ки), см.
3. Зубцовый шаг (см)
* = (5)
где Z — число пазов статора.
31
4. Активная длина сердечника статора (см)
l — —ttKbK), (6)
где /1—полная длина сердечника стали (включая ра-
диальные вентиляционные каналы), см; пк — число вен-
тиляционных каналов; Ьк — ширина вентиляционного ка-
нала, см; kc—коэффициент заполнения сердечника
сталью, зависящий от толщины листов, вида межлисто-
вой изоляции, а также учитывающий неплотное приле-
гание листов друг к другу.
Для листов толщиной 0,5 мм значение коэффициента
kc составляет:
При изолировке бумагой......................... 0,90
При лаковой изоляции.............................0,93
При оксидной изоляции или при отсутствии ИЗОЛЯ-
ЦИИ между листами.......................... 0,95
5. Площадь паза Qn (см2).
Наиболее распространенные формы пазов приведены
на рис. 15.
Рис. 15. Наиболее распространенные
формы пазов.
6. Расчетная ширина зубца (см):
b^i/'b'+'fsb", (7)
где Ь'— ширина зубца в самом узком месте, см; Ь" —
ширина зубца в самом широком месте, см.
7. Высота спинки (см)
Ис = -Г)-'-~-Г)—Лп, (8)
где Di — наружный диаметр сердечника стали, см; hn —
высота паза, см.
Как указывалось, задачей поверочного расчета явля-
ется определение электромагнитных нагрузок и сравне-
ние их с допустимыми.
32
Рис. 4. Схема двухплоскостиой концентрической обмотки
2р-8; Z-48; п-2.
Д Д и Л 00
С1 СВ С2 СЗ СЧ С5
Рис. 5. Схема обмотки с переходной катушечной группой.
2р-6; Z-36.
J Рис. 6. Схема
двухплоскостной концентрической равиокатушечной
обмотки.
Рис. 8. Схема простой шаблонной обмотки.
2р-2; Z-I8; у-9.
Рис. 10. Схема цепной обмотки.
2р-6; Z-36; <7-2; у-5.
Рис. 11. Схема цепной обмоткн.
2р-4; Z-24; «-2; р-5.
05 6SC1 006 р 02 003
Рис. 12. Схема двухслойной обмотки.
2р-р; 2-48; J/-5; 0-1.
NS катушечных групп . первой фазы
123456789 10 11 12 13 14 15 16 1718 19 20 2122 2334 25 26 2728 2930 3132 3334 3536 37 38 39 40 41 42 4344 4546 47 48
Я 01 02 003 004 05 006
Рис. 13. Схема двухслойной обмотки.
2р-8; Z-48; ^-5: о-2.
0С1 С20 ЯСЧ С30 0CS 0С6
Рис. 14. Схема двухслойной обмотки.
2р-4; Z-18; <7-1'/,.
Для статора характерными величинами являются:
Д—индукция в воздушном зазоре, Т;
Вс — индукция в спинке, Т;
Вв — индукция в зубцах, Т;
j — плотность тока, А/мм2;
А—линейная нагрузка, А/см;
kn — коэффициент заполнения паза.
Допустимые значения указанных величин в зависи-
мости от мощности электродвигателя приведены
в табл. 2.
Таблица 2
Наименование Обо- значе- ние Единица измерения Мощность, кВт
Свыше 100 10—100 1—10 До 1
Индукция в воздушном зазоре Индукция в спинке Индукция в зубцах Плотность тока в обмот- ке Линейная нагрузка Произведение плотности тока на линейную на- грузку Коэффициент заполнения паза при однослойной обмотке Коэффициент заполнения паза при двухслойной обмотке В. Вс В3 i А 1А ka т т т А/мм2 А/см А2 1,0— —0,9 1,7— — 1,4 2,0— —1,8 5—3 350— —600 2( 0,45 0,42 0,9— —0,7 1,6- —1,3 1,8— — 1,4 5,5— —4 250— —400 300 0,43 0,40 0,7— —0,6 1,6— — 1,2 1,6— — 1,4 6—5 200— —300 1' 0,40 0,37 0,6— —0,3 1,5— —1,1 1,5— —1,3 8—6 150— —200 ’00 0,37 0,35
мм2-см
Примечание. В электродвигателях с алюминиевой обмоткой электромаг-
нитные нагрузки на 10—15% меньше, а коэффициент заполнения паза на 8—10%
больше, чем в электродвигателях с медной обмоткой.
Если в результате поверочного расчета будет уста-
новлено, что электромагнитные нагрузки находятся в до-
пустимых пределах, можно при ремонте полностью ко-
пировать старую обмотку.
Большое расхождение вычисленных нагрузок с до-
пустимыми может быть результатом ошибок, допущен-
ных при предыдущем ремонте электродвигателя. Кроме
того, не исключена возможность, что паспорт и обмоточ-
3—980 S3
ные данные не соответствуют друг другу из-за того, что
предыдущий ремонт электродвигателя производился
с изменением номинальных параметров, но это не было
отражено на заводском паспортном щитке.
Расчетные формулы
1. Индукция в воздушном зазоре (Т)
R___> бррфй 1
* ltZDwa.nko ’
где 17ф — фазное напряжение, В;
U$=U — при соединении фаз в треугольник;
иф=и/уЗ — при соединении фаз в звезду
U — линейное напряжение, подводимое для питания
электродвигателя);
а'э.п — число эффективных проводов в пазу:
= (12)
(9)
(Ю)
(Н)
где г^э.ф — число эффективных (последовательно соеди-
ненных) витков в фазе; а — число параллельных ветвей
в фазе; ko — обмоточный коэффициент, величина которо-
го зависит от числа пазов, приходящихся на полюс и
фазу q, от шага обмотки у (табл. 3).
Таблица 3
!• тпе. Сокращение шага обмотки в долях единицы
кат я кату rpyi 1,00 | 0.95 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,75 | 0,70 | 0,65 | 0,60 | 0,55 | 0.5
Число шек в : шечной Обмоточный коэффициент
1 1,000 0,997 0,988 0,972 0,951 0,924 0,811 0,853 0,8091 0.760 0,700
2 0,960 0,963 0,954 0,939 0,919 0,8 3 0,861 0,824 0.781 0,734 0,676
3 0,960 0,957 0,948 0,933 0,913 0,887 0,855 0,819 0,779 0,730 0,672
4 0,958 0,955 0,947 0,431 0,911 0,885 0,854 0,817 0,775 0,728 0,671
5 7 0,957 0,954 0,946 0,930 0,910 0,884 0,853 0,816 0.774 0.727 0,670
8 0,956 0,953 0,945 0,929 0,903 0,883 0,852 0,815 0,773 0,727 0,669
9 и более 0,955 0,952 0.944 0,928 0,908 0,882 0,851 0,815 0,773 0,726 0.668
Примечание. Для промежуточных значений сокращения шага обмоточный
коэффициент определяется интерполяцией.
2. Индукция в зубцах (Т)
(13)
34
3. Индукция в спинке (Т)
Д = 0,55В, -т-
4. Плотность тока (А/мм2)
; - -
J Qaa qjnAa
d l±_L
I p
(И)
/ф
(15)
где Q3 — сечение эффективного провода, мм2; qs — сече-
ние элементарного проводника, мм2; т — число элемен-
тарных проводников в эффективном проводе; /ф— номи-
нальный ток в фазе, А:
при соединении фаз в звезду
j _ Р1ПОО
* КЗ Г/т; cos
при соединении фаз в треугольник
Р1000
* 3(7т; cos <р ’
где Р — номинальная мощность электродвигателя (мощ-
ность на валу), кВт;
т]—коэффициент полезного действия; coscp—коэф-
фициент мощности.
5. Линейная нагрузка (А/см)
п
r:Da
(16)
(17)
(18)
6. Произведение jA является одним из основных фак-
торов, определяющих нагрев электродвигателя.
7. Коэффициент заполнения паза.
Переходя к определению коэффициента заполнения
паза, следует отметить, что в технической литературе по
этому вопросу нет единообразия. Некоторыми авторами
коэффициент заполнения паза определяется как отно-
шение площади сечения всех изолированных проводов,
заложенных в паз, ко всей площади паза.
Другими авторами он определяется как отношение
площади сечения всех неизолированных проводов, за-
ложенных в паз, к площади паза. Коэффициент запол-
нения паза определяется так же, как отношение площа-
ди сечения всех изолированных проводов, заложенных
в паз, к свободному сечению паза (т. е. к площади паза
3* 35
за вычетом площадей, занимаемых клином, межслоевой
прокладкой и пазовой изоляцией).
Нами принят первый способ, который менее точен,
но более прост и практичен, т. е.
, __ _________ ^0.D,W1^0.H
п— Qh — Qn
(19)
где п — общее число проводников, заложенных в паз;
<7э.и — сечение изолированного элементарного проводника.
Электродвигатели с короткозамкнутым ротором мо-
гут иметь ряд специфических ненормальностей из-за не-
правильного соотношения числа пазов статора, ротора
и числа полюсов.
Ненормальности заключаются в том, что »лектродви-
гатель может «прилипать», т. е. не приходить во враще-
ние при подключении к сети, или, начав вращаться, за-
стревает на некоторой скорости, обычно составляющей
’А номинальной, или при вращении сильно гудит.
Для избежания указанных явлений должны быть вы-
держаны следующие соотношения между числами пазов
статора, ротора и полюсов:
7'^=7,
Z'=£0,5Z,
Z'=/=2Z,
Z'^Gpk,
Zr =^=6pk-[-2p,
Z'=£Z±p,
Z'^=Z^-2p,
Z'^=0,5Z-j-2p,
Z'^2Z-|-2p,
Z'^^pk^ 1,
Z' =/= Spk rt (2p rt 1),
(20)
где k — любое целое число от 1 до 4; Z'—-число пазов
ротора.
РАСЧЕТ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НАПРЯЖЕНИЯ
При переводе электродвигателя на новое напряжение
яри той же частоте вращения условием сохранения его
мощности является неизменность индукций на всех
участках магнитной цепи и объема тока в пазу.
36
Из формулы (9) при неизменной индукции в зазоре
следует:
^ф.с^-с ^ф.н^н *
К-’э. п.с^о.е и.н^о.н
При сохранении типа и шага обмотки
Л, ^ф.м
^’э. П.Н -- ^3. П.С"Т7 ’
еФ.с
Из формул (16) и (17) следует, что при сохранении
плотности тока
Iф.н .— ^Ф.с _ Чэ.н
^Ф.с ^Ф.н Qs.c
ИЛИ
Q — П Сф-с
Чэ.н —Чэ.с иф к
Таким образом, при сохранении частоты вращения,
плотности тока и мощности число эффективных прово-
дов в пазу изменяется прямо пропорционально, а их се-
чение— обратно пропорционально новому и старому на-
пряжению.
При увеличении числа проводов в пазу увеличивается
объем, занимаемый изоляцией проводов. Поэтому по воз-
можности приходится применять более толстые элемен-
тарные проводники, входящие в эффективный провод,
или обмоточные провода с более тонкой изоляцией.
Иногда приходится прибегать к уменьшению числа па-
раллельных ветвей в фазе и тем самым увеличивать се-
чение провода в каждой из параллельных ветвей.
Однако упомянутые мероприятия по увеличению
коэффициента заполнения паза не всегда можно осуще-
ствить, или эффект их может оказаться недостаточным.
Кроме того, переход на более высокое напряжение мо-
жет быть связан с утолщением пазовой изоляции. Поэто-
му не всегда удается сохранить общее сечение меди
в пазу, что приводит к необходимости снижения мощ-
ности электродвигателя.
Переход электродвигателей на пониженное напряже-
ние во многих случаях позволяет увеличить их мощность
благодаря облегчению пазовой изоляции и уменьшению
числа эффективных проводов в пазу.
* Здесь и далее к обозначениям, относящимся к старому испол-
нению, добавляется индекс «с», к новому исполнению — индекс «н».
37
РАСЧЕТ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
При переводе на другую частоту вращения электро-
двигателей с короткозамкнутым ротором следует сверить
по формулам (20) возможность такого перевода с точки
зрения допустимого соотношения нового, измененного
числа полюсов и числа пазов статора и ротора.
При уменьшении числа полюсов и при сохранении
индукции в воздушном зазоре увеличивается индукция
в спинке статора. При увеличении числа полюсов имеет
место обратная зависимость. Индукции же в зубцах
остаются неизменными.
Пересчет электродвигателя в связи с изменением чис-
ла полюсов следует начинать с определения индукции на
всех участках магнитной цепи. В некоторых случаях мо-
жет оказаться, что спинка статора недостаточно загру-
жена магнитным потоком и индукция в них может быть
повышена. Это может иметь место у электродвигателей
старых выпусков, где активные материалы не всегда бы-
ли предельно загружены.
В тех случаях, когда можно при измененном числе
полюсов сохранить индукцию в зазоре и зубцах или ког-
да возросшая индукция в спинке и зубцах не окажется
чрезмерной (превышение не более чем на 10—15% зна-
чений, приведенных в табл. 2), следует при пересчете
руководствоваться следующим.
Из формулы (9) вытекает, что при сохранении индук-
ции в зазоре и номинального фазного напряжения
Реае_______Ри^н
п.с^о.с ^э. п.и ^о.и
т. е. новое число эффективных проводов в пазу соста-
вит:
а) — к» ко^а^Рп .— А0,сдняс е
шэ. п.н— “'э. п.с ь ,, „ —W3. и.с ь п „
ко.-КисРс яо.м“спс.н
При сохранении типа, шага обмотки и объема тока
в пазу сечение эффективного провода составит:
Г) — Г) —О Пс-*
Чэ. п.н—Ч:э. п.с „ —Чгэ. п.с „
гн Пс.е
Номинальная мощность электродвигателя
D __ D Ре_____„ ^с.н
--гс —Гс ~ —•
Гн ^с.с
38
Когда при увеличении частоты вращения приходится
уменьшать индукцию в зазоре, чтобы ввести в норму
индукцию в спинке статора, пропорционально увеличи-
вается число эффективных проводов в пазу и уменьша-
ются сечение эффективного провода и номинальная мощ-
Рис. 16. Допустимая нагрузка на вал.
а — для электродвигателей до 10 кВт; б — для электро-
двигателей до 50 кВт.
ность электродвигателя. Увеличение числа эффективных
проводов в пазу влечет за собой ухудшение коэффициен-
та заполнения паза. Поэтому при перемотке электродви-
гателя следует применять провода с более тонкой изоля-
цией и максимально допустимого диаметра (из условия
возможности укладки его через шлиц паза).
39
Для увеличения диаметра провода следует пересмот-
реть и по возможности уменьшить число элементарных
проводников в эффективном проводе и число параллель-
ных ветвей в фазе.
Указанное выше изменение мощности электродвига-
теля при изменении частоты вращения может рассмат-
риваться как приближенное, так как при увеличении ча-
стоты вращения, с одной стороны, увеличиваются потери
на трение, а с другой стороны, повышается производи-
тельность вентилятора.
Увеличение мощности электродвигателя при повыше-
нии частоты вращения может ограничиваться механи-
ческой прочностью его частей и их нагревом.
При увеличении частоты вращения окружная ско-
рость ротора не должна превышать: для фазного ротора
30—40 м/с; для короткозамкнутого ротора 40—60 м/с.
Бандаж фазного ротора при увеличении частоты вра-
щения обычно нуждается в усилении.
Следует также по рис. 16 проверить прочность сво-
бодного конца вала (т. е. конца вала, служащего для
насадки шкива, муфты или шестерни).
Нагрев подшипников также увеличивается при повы-
шении частоты вращения и увеличении мощности элек-
тродвигателя, что отрицательно сказывается на общем
коэффициенте полезного действия электродвигателя.
При перемотках, связанных с уменьшением числа
полюсов, увеличиваются шаг обмотки и вылет лобовых
частей. Следует проверить допустимость этого с точки
зрения обеспечения требуемого изоляционного расстоя-
ния между торцевыми крышками и обмоткой.
РАСЧЕТ ПРИ ЗАМЕНЕ МЕДНЫХ ПРОВОДОВ
АЛЮМИНИЕВЫМИ
При ремонте обмоток, связанном с заменой медных
проводов алюминиевыми, основным фактором, влияю-
щим на ход расчета, является различие в их удельном
сопротивлении, составляющем при 20 °C: для меди рм =
= 0,017 Ом-мм2/м; для алюминия ра=0,028 Ом-мм2/м.
Отношение удельных сопротивлений алюминия и ме-
ди
Р.
Рм
0,028
0,017
= 1,65.
40
Если выполнить вместо медной обмотки алюминиевую
проводом того же размера, оставив без изменения индук-
цию в воздушном зазоре и число эффективных проводов
в пазу, то при номинальном токе возрастут потери в об-
мотке. Потерн в стали останутся без изменения.
Для того чтобы сохранить потери в обмотке на преж-
нем уровне и тем сохранить суммарные потери электро-
двигателя, необходимо снизить фазный ток. Это сниже-
ние определится следующим образом.
Потери в фазе медной обмотки (Вт)
'1.^:
Ч:э.м
Потери в фазе алюминиевой обмотки (Вт)
др =
а а <2„.а ’
где I — длина всех эффективных проводов в фазе.
Из условий равенства потерь и размеров провода вы-
текает:
'*-=-йк=0’78'*-
т. е. фазный ток должен быть снижен на 22%. Практи-
чески на столько же снижается и номинальная мощность
электродвигателя.
Если же требуется сохранить номинальные ток и
мощность электродвигателя, то для сохранения потерь
в обмотке статора следует увеличить сечение эффектив-
ного провода. Это увеличение определяется следующим
образом.
Так как
7Ф ____ /2ра/
С2э.м Qa.a
ТО
Рм Ра 1.65рм
Qa.M Qa.a Qa.a
ИЛИ
Qa.a = 1,65Qg.M.
* Здесь и далее к обозначениям, относящимся к исполнению
обмотки медным проводом, добавляется индекс «м», и к исполнению
алюминиевым проводом — индекс «а».
41
При изготовлении обмотки из круглых проводов диа-
метр неизолированного алюминиевого провода должен
быть увеличен по сравнению с медным:
d3.a = VT65</3.M=l,28d3.w,
т. е. на 28%.
Так как укладка требуемого числа проводов при та-
ком увеличении их диаметра невозможна, то при замене
медных проводов алюминиевыми прибегают к следую-
щим мерам.
1. Применяют обмоточные провода класса нагрево-
стойкости Е марки ПЭВА-2 на поливинилацеталевом
лаке или марки ПЭЛРА-2 на полиамиднорезольном лаке,
имеющих более тонкую изоляцию, чем медные провода
класса нагревостойкости А, марок ПБД и ПЭЛБО,
которыми выполнялась обмотка в заводском испол-
нении.
2. Изоляцию паза выполняют тонкими электроизоля-
ционными материалами класса нагревостойкости Е.
3. Увеличивают коэффициент заполнения паза, так
как по сравнению с медными алюминиевые провода бо-
лее эластичны.
4. Изменяют тип обмотки, применяют однослойную
обмотку вместо двухслойной с целью исключения про-
кладки между катушками в пазу.
5. Изменяют схему обмотки, уменьшают число парал-
лельных проводников в эффективном проводе или число
параллельных ветвей в фазе, с целью применения эле-
ментарных проводников максимально допустимого диа-
метра 2,26 мм. (Для медных проводов максимально до-
пустимый диаметр элементарного проводника составляет
1,86 мм.)
Для электродвигателей мощностью до 100 кВт со
всыпной обмоткой подробные рекомендации по замене
медных проводов алюминиевыми, направленные либо на
сохранение номинальной мощности электродвигателя при
одновременном переводе их изоляции на класс нагрево-
стойкости Е, либо на незначительное снижение (на 10—
15%) при сохранении класса изоляции А, разработаны
инженером Н. М. Слонимом [Л. 10].
В этих рекомендациях учтена необходимость сохране-
ния допустимых значений вращающих моментов, cos<p
и Т).
42
РАСЧЕТ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА
ЗАПОЛНЕНИЯ ПАЗА
При ремонте электродвигателей старых выпусков
представляется возможным увеличить коэффициент за-
полнения паза путем применения обмоточных проводов
с более тонкой изоляцией. Естественно, что при увеличе-
нии сечения проводов, заложенных в паз, могут быть по-
вышены ток и мощность электродвигателя. Однако это
повышение не может быть пропорциональным увеличе-
нию коэффициента заполнения паза.
Следует учитывать, что для электродвигателя должны
быть выдержаны отношение максимального вращающего
момента к номинальному, что достигается увеличением
индукции в воздушном зазоре (максимальный момент
увеличивается пропорционально квадрату индукции
в воздушном зазоре) путем уменьшения числа эффектив-
ных проводов в пазу.
Так как повышение индукции в воздушном зазоре
связано с увеличением индукций на всех других участ-
ках магнитной цепи, то при этом увеличиваются потери
в стали. С другой стороны, уменьшение числа проводов
в пазу позволяет увеличить их сечение (помимо увели-
чения сечения за счет повышения коэффициента запол-
нения паза) и тем самым снизить потери в обмотке.
Н. М. Слоним [Л. 10] установил, что сохранение крат-
ности максимального и номинального моментов, а также
сохранение суммарных потерь при увеличении коэффи-
циента заполнения паза достигается, когда каждому про-
центу увеличения коэффициента заполнения паза соот-
ветствует 0,7% увеличения мощности электродвигателя.
Если отношение коэффициентов заполнения паза
в новом и старом исполнении составляет
^п.с
то для увеличения мощности в указанном соотношении
следует:
число эффективных проводов в пазу уменьшить в со-
отношении
W». п.н 1_____
п С Ko,7fc4-O,3
43
а сечение эффективного провода увеличить в соотноше-
нии
=b /0,76+0,3 .
Уз.с
При этих изменениях плотность тока в обмотке умень-
шится:
/„ _УЛ0,7Ь + 0,3|
Jc Ь
а линейная нагрузка и индукция в зазоре увеличатся
-ф- =-55-=V 0,76 + 0,3.
Также уменьшится произведение плотности тока на
линейную нагрузку:
/ИЛН 0,76 4-0,3
/с-^с
Практически увеличение коэффициента заполнения
паза может изменяться от 1,1 до 1,5. Для этих значений
указанные выше соотношения сведены в табл. 4.
Таблица 4
Соотноше- Значение соотношений параметров при коэффициентах Ь
ние пара- метров 1,1 1.15 1,20 1.25 1,30 1,35 1,40 1,45 1.5
Рн , ^ф.н 1,07 1,105 1,14 1,175 1,21 1,245 1,28 1,315 1,35
К'э.тт.н ^8.П.С 0,97 0,955 0,94 0,925 0,91 0,90 0,88 0,87 0,86
Я Q © СУ О' 1,14 1,21 1,28 1,36 1,43 1,50 1,58 1,66 1,74
/и /с 0,94 0,915 0,890 0,875 0,850 0,825 0,805 0,790 0,775
51 й aq |аэ кГо s К 1,035 1,05 1,07 1,085 1,10 1,115 1,13 1,145 1,16
я] о 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,922 0,915 0,909 0,905
44
Ввиду сохранения потерь на прежнем уровне при
одновременном увеличении номинальной мощности элек-
тродвигателя его к. п. д. возрастает, а коэффициент
мощности несколько уменьшится.
РАСЧЕТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБМОТОЧНЫХ ДАННЫХ
Как указывалось, в ремонт могут поступать электро-
двигатели, в которых отсутствуют паспортные щитки,
а обмотки либо демонтированы, либо повреждены в та-
кой степени, что не представляется возможным опреде-
лить и при ремонте сохранить их параметры. Также
может быть, что обмотка электродвигателя не заводского
исполнения и нет уверенности в ее технической правиль-
ности.
В этих случаях следует проверить, нет ли в альбомах
обмоточных данных [Л. 9] такого электродвигателя,
геометрические и конструктивные размеры которого сов-
падают с данными ремонтируемого электродвигателя.
При таком совпадении, когда ремонтируемому электро-
двигателю будет подобран его заводской паспорт, надоб-
ность в расчете отпадает; при ремонте полностью повто-
ряется заводское исполнение обмотки.
Если же по альбому обмоточных данных не будет
установлен паспорт электродвигателя, то требуемое на-
пряжение и частота вращения оговариваются заказчиком
в задании на ремонт, а обмоточные данные устанавлива-
ют расчетным путем на основании снятых с натуры раз-
меров, руководствуясь данными по допустимым элек-
тромагнитным нагрузкам, приведенным в табл. 2.
Для рассматриваемого вида ремонта последователь-
ность расчета следующая:
1. Вычисляют в соответствии с заданием и размерами
электродв игател я:
число полюсов 2р — по формуле (1);
полюсное деление т — по формуле (4);
зубцовый шаг статора t — по формуле (5);
активную длину пакета стали I — по формуле (6);
площадь паза Qn — по рис. 15;
расчетную ширину зубца статора b — по формуле (7);
высоту спинки hc — по формуле (8).
2. Определяют (ориентировочно) полезную мощность
электродвигателя (кВт):
P=ADlnc,
45
где А— коэффициент использования (постоянная мощ-
ности), значение которого в зависимости от полюсного
деления т приведено на рис. 17.
Мощность электродвигателя, определенная по этой
формуле, является приближенной. Вычисление ее произ-
водится только для возможности пользования при рас-
четах табл. 2, где допустимые электромагнитные нагруз-
ки и коэффициент заполнения паза указаны в зависимо-
сти от мощности электродвигателя.
3. Руководствуясь табл. 2 и сообразуясь с ориентиро-
вочной мощностью электродвигателя, задаются индук-
цией в воздушном зазоре и вычисляют значение индук-
Рис. 17. Зависимость постоянной
мощности А от полюсного деления т.
ции в зубцах статора
по формуле (13) ив
спинке статора по фор-
формуле (14).
Расчет начинают,
задаваясь максималь-
ным значением В6 (в
табл. 2 для каждой
мощности указаны пре-
дельные максимальное
и минимальное значе-
ния индукции). Целе-
сообразность этого сле-
дует из формулы (9).
Увеличение Вь влечет
за собой пропорцио-
нальное уменьшение
числа эффективных проводов в
пазу, что в свою очередь
позволяет увеличить сечение каждого эффективного про-
вода и тем самым повысить фазный ток и мощность
электродвигателя.
Однако индукции в зубцах и спинке статора пропор-
циональны индукции в воздушном зазоре. Чрезмерное
значение индукции в воздушном зазоре может привести
к недопустимым индукциям в активной стали электро-
двигателя и, как следствие этого, к увеличению намаг-
ничивающего тока, возрастанию потерь и снижению ко-
эффициентов мощности и полезного действия электро-
двигателя. При очень больших индукциях в спинке
статора наблюдается вытеснение потока в окружающие
конструктивные детали электродвигателя и сильный на-
грев этих деталей. В таких случаях предварительно вы-
46
бранное максимальное значение индукции в зазоре
должно быть снижено в такой степени, чтобы сопряжен-
ные с ней индукции на других участках магнитной цепи
электродвигателя уложились бы в допустимые пределы.
Если при составлении вариантов расчетов индукций
при различных значениях Bt не удается добиться требуе-
мых результатов, то это может быть по причине непра-
вильного задания при заказе на ремонт, например часто-
ты вращения электродвигателя.
Из сопоставления формул (9) и (14), принимая сред-
нее из приведенных в табл. 2 значений индукции в спин-
ке статора, можно получить следующую ориентировочную
зависимость между числом полюсов, диаметром расточки
и высотой спинки статора:
2р = (0,5 -- 0,6)-^.
“с
Поэтому при неудовлетворительных результатах под-
счета индукции следует произвести повторные расчеты
при другом числе полюсов, вычисленном по этой фор-
муле. Если при допустимом значении индукции в зазоре
получается завышенная индукция в спинке статора, сле-
дует увеличить число полюсов и тем самым разгрузить
спинку. Если же индукция Вс значительно меньше ука-
занной в табл. 2, то следует уменьшить число полюсов.
4. Выбирают тип обмотки.
В асинхронных двигателях малой и средней мощности
для статоров применяют однослойную обмотку с кон-
центрическими катушками, а также двухслойную и одно-
слойную цепную обмотки. В крупных электродвигателях
применяют главным образом двухслойные обмотки, реже
однослойные с концентрическими катушками.
Как указывалось, в электродвигателях мощностью
0,6—100 кВт серий А и АО применена однослойная об-
мотка для всех электродвигателей 3-го и 4-го габаритов
и для четырех- и шестиполюсных электродвигателей 5-го
габарита. В сериях А2 и АО2 применена однослойная
обмотка для всех электродвигателей l-ro и 2-го габари-
тов и для электродвигателей 3-го и 4-го габаритов серии
АО2. Для всех остальных серий А, АО, А2 и АО2 приме-
нена двухслойная обмотка.
При ремонте электродвигателей упомянутых серий
целесообразно сохранить типы их обмоток. При выборе
обмотки для электродвигателей старых типов, поступив-
47
ших в ремонт с демонтированной обмоткой, следует ру-
ководствоваться следующими соображениями.
В двухслойных обмотках масса обмоточных проводов
на 10—15% меньше, чем в однослойных, что уменьшает
электрическое сопротивление обмотки и тем самым по-
вышает к. п. д. и cos ср электродвигателя. Обмотка может
быть выполнена при q любой дробности, что также очень
важно.
Достоинством однослойных обмоток является более
высокий коэффициент заполнения паза медью из-за от-
сутствия прокладки между верхней и нижней сторонами
катушек, заложенных в паз. А так как укорочение шага
связано с увеличением числа эффективных проводов
в пазу, то применение однослойных обмоток для мелких
электродвигателей может обеспечить большую мощность,
чем при двухслойной обмотке. Трудоемкость ее укладки
в пазы несколько ниже, чем двухслойной.
После выбора типа обмотки статора вычисляют шаг
обмотки:
при однослойной обмотке диаметральный
z
2д ’
при двухслойной укороченный
, 2
а 1 2д
где ky — коэффициент укорочения, равный 0,8—0,85.
Определяют обмоточный коэффициент k0 по табл. 3.
5. Определяют на основании формулы (9) число эф-
фективных проводов в пазу:
W^= BbZDliko 10 •
Разбивка обмотки фазы на параллельные ветви (а>
>1) и, как будет указано ниже, разбивка эффективного
провода на элементарные провода (mi>l) производится
для того, чтобы провод мог проходить через шлиц паза.
В электродвигателях малой и средней мощности стре-
мятся выполнить обмотку с а=1 и mi=l, причем
в электродвигателях малой мощности это условие обыч-
но получается автоматически.
При определении числа параллельных ветвей в каж-
дой фазе обмотки и числа элементарных проводников
48
б эффективном проводе, заложенном в паз, руководст-
вуются следующим:
при заданном сечении эффективного провода следует
стремиться применить один провод или несколько прово-
дов максимально допустимого сечения. Как указывалось,
максимальный диаметр провода (без изоляции) не дол-
жен превышать для обмоток из медного провода 1,81 мм
и для обмоток из алюминиевого провода 2,26 мм;
диаметр изолированного провода должен быть на
0,5—0,7 мм меньше размера шлица паза. В противном
случае может иметь место повреждение изоляции прово-
дов при их \ кладке.
Число параллельных ветвей в фазе не может быть
произвольным. Выполнимость обмотки с тем или иным
числом параллельных ветвей описывалась в § 2.
Для практических полей при выборе числа параллель-
ных ветвей для электродвигателей мощностью до 100 кВт
можно пользоваться табл. 5.
Таблица 5
Вид обмотки Рекомендуемое число парал л дельных ветвей при числе полюсов электродвигателя
2 4 6 8 10 12
Двухслойная Однослойная 1 1 1, 2 1, 2 1. 2, 3 1, з 1, 2, 4 1, 2, 4 1. 2, 5 1, 5 1, 2, 3, 4, С 1, 2, 3, 6
6. Определяют на основании формулы (19) сечение
элементарного нзозированного проводника (мм2):
п ____knQn ___
<7э.н —
где п — общее число элементарных проводников в пазу.
Число элементарных проводников в эффективном про-
воде nii предопределено числом параллельных ветвей
в фазе обмотки о; чем больше а, тем соответственно
меньше пц. Следует учитывать, что с уменьшением mi
повышается коэффициент заполнения паза. Поэтому оп-
ределение 9Э11 следует производить при трех-четырех
вариантах /щ и выбрать тот вариант, при котором диа-
метр изолированного элементарного проводника (мм),
равный
<7э.ц,
65дет ближе к максимально допустимому.
4—980 49
Диаметр неизолированного элементарного проводни-
ка (мм)
=— ^з.и А»
где А — двусторонняя толщина изоляции провода.
Ввиду большой номенклатуры применяемых обмо-
точных проводов часто бывает, что провод требуемых
размеров отсутствует. В этих случаях прибегают к его
замене двумя проводами, эквивалентными по суммарно-
му сечению. Следует учитывать, что эта замена всегда
влечет за собой увеличение коэффициента заполнения
паза.
7. Вычисляют фазный ток статора (А) по формуле
где qa — сечение элементарного неизолированного про-
водника соответствующее величине d3, приведенное в со-
ответствующих каталогах или определяемое по формуле
(мм2)
j — плотность тока по табл. 2, А/мм2.
8. Определяют величину А по формуле (18) и вычис-
ляют произведение jA. Если это произведение превзойдет
допустимые пределы, следует снизить до такой степени,
чтобы значения указанных произведений уложились в до-
пустимые пределы.
9. Определяют кажущуюся мощность (кВ-А), потреб-
ляемую электродвигателем, по формулам (16) или (17):
при соединении фаз в звезду
р,_ Гзб'/ф
г 1000 ’
при соединении фаз в треугольник
рг__ ‘Ш
~~ 1000 •
Номинальная мощность электродвигателя (мощност
па валу), кВт
Р = Р'к\ cos ф.
Значения т] и cos ф подбирают по альбому обмоточ
ных данных.
50
4. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ОБМОТОК
Большинство электродвигателей мощностью 0,6—
100 кВт, поступающих в настоящее время в ремонт,
относятся к сериям А, АО, А2 и АО2. Электродвигатели
последней единой серии 4А пока поступают в ремонт
в очень ограниченном количестве.
Следует ожидать, что благодаря надежности испол-
нения передача этих электродвигателей в ремонт по от-
ношению к действующему парку будет значительно мень-
шей, чем электродвигателей предыдущих серий.
Электродвигатели старых типов, а также выпуска
иностранных фирм поступают в ремонт в относительно
малом количестве, и число таких электродвигателей из
года в год убывает.
Для статоров асинхронных двигателей в указанном
диапазоне мощности применяются так называемые всып-
ные обмотки из круглого изолированного провода. Об-
мотка состоит из катушек, наматываемых на станках
на специальные шаблоны. Формы с точно установленны-
ми размерами они не имеют и укладываются (всыпа-
ются) в полуоткрытые пазы сердечников через щели
(шлицы) по одному проводнику.
Применяемые при ремонте электроизоляционные ма-
териалы и обмоточные провода подразделяются по клас-
сам нагревостойкости, но их выбор зависит также от
исполнения электродвигателя.
Помимо нормального различают влагостойкое, тро-
пикостойкое и химостойкое исполнение электродвигате-
лей, заключающееся в сохранении стабильности элек-
трических и физико-химических характеристик изоляции
при воздействии соответственно:
водяных паров — 98% относительной влажности воз-
духа при 20°C;
тропического климата, характеризуемого высокой и
резко изменяющейся в течение суток температурой воз-
духа, его загрязненностью и влажностью, а также нали-
чием плесневых грибков, насекомых и грызунов;
кислот, щелочей, их растворов и паров, растворите-
лей (толуол, бензин, спирт, минеральное масло и др.)
и окислителей (озон, хлор и др.).
В общей технологической цепи капитального ремонта
электродвигателя описываемому ремонту всыпных обмо-
ток статора предшествуют: приемка электродвигателя
4» 51
в ремонт, предремонтные испытания, разборка и опре-
деление дефектов электродвигателя, демонтаж обмотки,
очистка и мойка деталей электродвигателя, механиче-
ский ремонт и при необходимости замена вышедших из
строя деталей и узлов, ремонт ротора.
После ремонта обмотки статора производятся сборка,
испытания и опробование электродвигателя на холостом
ходу и под нагрузкой.
Ремонт обмоток статора подразделяется на операции
намотка катушек, заготовка изоляционных деталей, под-
готовка статора к укладке обмотки, укладка обмотки,
пайка медных и алюминиевых проводов, изолировка со-
единений, сушка, пропитка и защитное покрытие обмо-
ток, испытания обмотки.
Намотка катушек обмотки статора производится про
водом с медной или алюминиевой токоведущей жилой,
с эмалевой, волокнистой или комбинированной (эмальво-
локнистой) изоляцией.
По классам нагревостойкости провода изготовляются:
класса А —допускаемая температура 105°C;
класса Е — допускаемая температура 120°C;
класса В — допускаемая температура 130°C;
класса F — допускаемая температура 155°C;
класса Н — допускаемая температура 180°С.
Для всыпных обмоток в зависимости от класса нагре-
востойкости изоляции и исполнения электродвигателя
применяются провода круглого сечения, марки которых
приведены в табл. 6.
Следует отметить, что провода с волокнистой и ком-
бинированной изоляцией все больше вытесняются эма-
Таблица 6
Исполнение эл ектрод ви га- теля Марка провода для изоляции класса
А Е В F i н
Н( рмальн е ПБД. ПЭ.ПШКО, ПЭЛБО, ПЭВ-2, ПЭВА-2, ПЭЛР-2, ПЭЛ РА-2. ПЭЛШО ПЭТВ. псд, рпедт, ПЭВТЛ-2 ПЭТВ, под. педт под. педт. ПЭТ-155 под к. под кт
Влагостойкое и тропическое ПЭВ-2, ПЭВА-2, под. пэлшко, педт ПЭТВ, под, педт ПЭТВ, нсд. ПОДТ нсд. педт. ПЭТ-155 педк, педкт
Химостсйк» е под, педт под, педт иод. педт под. педт педк, педкт
Примечание. Не рекомендуется применение проводов марки ПБД ввиду
большой толщины изоляции и марки ПЭЛБО ввиду низкой электрической прочно-
сти ИЗОЛЯЦИИ.
52
лированными проводами, у которых толщина изоляции
меньше в 1,5—2 раза, чем у проводов с комбинированной
и в 2—3 раза меньше, чем у проводов с волокнистой
изоляцией. Уменьшение толщины изоляции влечет за со-
бой повышение ее теплопроводности и тем самым позво-
ляет повысить плотность тока в обмотке. Кроме того,
гладкая, скользкая поверхность эмалированных прово-
дов облегчает их укладку и позволяет несколько повы-
сить коэффициент заполнения паза.
К существенному недостатку эмалированных про-
водов относится термопластичность изоляции, ее раз-
мягчение при высокой температуре. При применении
таких проводов для вращающихся обмоток необходима
пропитка лаком, обладающим высокой цементирующей
способностью, придающая обмотке необходимую моно-
литность.
В настоящее время продолжаются обширные изыска-
тельские работы по упрочнению эмалевого покрытия про-
водов; осваиваются новые более надежные марки прово-
дов и вместе с тем постепенно снимаются с производства
провода с недостаточно прочной изоляцией, в том числе
провода марки ПЭВТЛ-2.
Катушки желательно наматывать одним проводом;
это обеспечивает компактность и правильную форму ка-
тушки. Катушки, намотанные из параллельных проводов,
сложней укладывать в паз. У таких катушек повышается
вероятность перекрещиваний проводов в пазу («кре-
стов»), являющихся одной из причин обмоточного брака,
из-за повреждения изоляции проводов при уплотнении
катушки в процессе ее укладки в пазы.
Вместе с тем укладка в пазы медного провода диа-
метром больше 1,81 мм или алюминиевого провода диа-
метром больше 2,26 мм также затруднена из-за его
жесткости, часто влечет за собой повреждение изоляции
провода и разрыв вылетов пазовых коробок. Поэтому
если согласно расчету диаметр провода превышает ука-
занный, его разбивают на два параллельных проводни-
ка или более.
При отсутствии требуемого провода катушку нама-
тывают проводом, отличающимся от него как размером,
[ так и маркой изоляции. По той же причине разбивают
I провода на параллельные элементарные проводники,
эквивалентные требуемому по своему суммарному сече-
нию.
53
Все случаи замены проводов должны быть подтверж
дены соответствующим расчетом, так как это связано
с изменением коэффициента заполнения паза.
Размеры катушек при перемотке обычно определяют
по заводскому исполнению. У электродвигателей малой
мощности катушки являются мягкими, податливыми
поэтому не так важно заснять их точную форму, которую
можно несколько откорректировать в процессе укладки
в пазы, как точно замерить длину витка.
Длину витка можно определить расчетным путем
(мм):
/cp=fe<° + My 4-2^ Д-60,
где /Ср — средняя длина витка, мм; D — диаметр расточ-
ки статора, мм; /гп — высота паза, мм; у — шаг обмотки
по пазам; Z — число пазов статора; /1 — длина стали ста
тора, включая радиальные каналы, мм; k— коэффициент,
определяемый по табл. 7.
Таблица 7
Число полюсов Значение коэффициента k для обмотки
Двухслойной Однослойной
2 8,2 9,2
4 8,5 9,5
6 9,1 10,2
8 п более 9,8 11,0
Целесообразно проверить размеры катушки на проб
ном образце. Заниженные размеры создают большую
трудность или даже невозможность укладки обмотки
в пазы. Завышение размеров катушки влечет за собой
чрезмерно большой вылет лобовых частей, что недопу
стимо по условиям надежности отремонтированного
электродвигателя; катушка должна отстоять от подшип-
никовых щитов не менее чем на 7—10 мм. После пропит-
ки обмотки лаком подбойкой лобовых частей нельзя
уменьшить их вылет или отгиб в радиальном направле
пни без того, чтобы не повредить изоляцию. Это особен-
но важно, если для пропитки обмотки применяется тер
мореактивный лак, превращающий лобовые части в жест
кий монолитный узел.
54
Намотку катушек производят на намоточном станке
с помощью шаблона, соответствующего форме и разме-
рам катушки.
Применяются металлические и деревянные шаблоны
самых разнообразных конструкций. Однако в условиях
ремонта наиболее целесообразными являются металли-
ческие (алюминиевые или силуминовые), так называе-
мые универсальные шаблоны, рассчитанные на намотку
катушек различного размера.
На рис. 18 представлен шаблон, разработанный для
намотки катушек электродвигателей серии А и АО, но
который может быть применен для обмотки статора лю-
бого электродвигателя мощностью 0,6—100 кВт.
Шаблон состоит из основания (рис. 18,а) и сменной
головки (рис. 18,6), которую подбирают по табл. 8 в за-
висимости от размера витка.
Таблица 8
£ “ «ё Размеры, мм и Размеры, мм
В R Я. н в R н h
1 197 98,5 120 130 40 9 85 42,5 60 70 25
2 172 86 106 116 40 10 80 40 57 67 20
3 136 68 86 96 35 11 75 37,5 50 60 20
4 128 64 82 92 35 12 70 35 47 57 20
5 120 60 78 88 30 13 63 31,5 44 54 15
6 112 56 74 84 30 14 56 28 40 50 12
7 96 48 66 76 30 15 52 26 38 48 10
8 90 45 62 72 25
На рис. 19 показан универсальный шаблон другого
вида, в котором изменение размеров катушек, наматы-
ваемых на ролики 3, достигается передвижением шпилек
2 по плите 1.
В отличие от простейших шаблонов, рассчитанных на
намотку только одной катушки, шаблоны, указанные на
рис. 18 и 19, имеют несколько ручьев, позволяющих на-
матывать одним отрезком провода все катушки, входя-
щие в катушечную группу или фазу, что уменьшает тру-
доемкость обмоточных работ и приводит к экономии при-
поя. Выполненная таким образом обмотка для электро-
двигателя малой мощности, как правило, не имеющая
параллельных ветвей в фазе и параллельных проводни-
ков в витке, будет иметь только шесть выводов: начала
и концы трех фаз.
55
По окончании намотки катушек очень много времени
затрачивается на снятие их с шаблона. Указанный на
рис. 20 шарнирный намоточный шаблон значительно
ускоряет этот процесс.
При пользовании шаблоном конец обмоточного про-
вода закрепляют па оправке 1, наматывают последова-
тельно всю катушечную группу, после чего отвинчивают
Рис. 18. Раздвижной шаблон.
а—основание шаблона: б — головка шаблона.
56
приблизительно на полоборота гайку 7, снимают план-
ку 6, имеющую открытую прорезь, и поворачивают план-
ки 3 и 5 вокруг своих осей. При этом головки 4 сходятся
к центру и тем самым освобождают все намотанные ка-
тушки. Для намотки следующей катушечной группы
оправку 1 прижимают обратно до упора планки 2, наса-
живают планку б и затягивают гайку 7.
Рис. 19. Универсальный шаблон.
Рис. 20. Шарнирный намоточный шаблон.
5—980 57
В электродвигателях малой мощности распространены
концентрические однослойные обмотки. Для намотки
катушечной группы такой обмотки служит ступенчатый
шаблон (рис. 21), число ступеней шаблона равно числу
катушек в группе.
Намотку катушек производят на станках самой раз-
нообразной конструкции,
Рис. 21. Ступенчатый шаблон.
используя даже токарные
станки, зажимая шаблон в
патроне станка.
На рис. 22 изображен
простейший намоточный ста-
нок с установленным на нем
шаблоном с ручным приво-
дом, изготовляемый обычно
ремонтным подразделением
своими силами. Изменение
размеров наматываемых ка-
тушек производится пере-
движением головки шаблона
1 по его основанию 2. Ста-
нок снабжен счетчиком обо-
ротов 3. Надобность в счет-
чике объясняется тем, что
число витков в катушке может быть невелико и точность
отсчета имеет большое значение.
Более совершенными являются намоточные станки
заводского изготовления типа ТТ-20 и ТТ-22 с электриче-
ским приводом.
Специализированные намоточные станки, применяе-
мые на электромашиностроительных заводах и крупных
электроремонтных подразделениях, имеют приспособле-
ния для автоматической остановки станка по окончанию
намотки требуемого числа витков, а также для поддер-
жания требуемого натяжения обмоточного провода.
Перед намоткой катушек подготавливают необходи-
мое число барабанов или бухт обмоточного провода по
количеству параллельных элементарных проводников
витка, пропускают концы проводников через линоксино-
вую или полихлорвиниловую трубку для удобного под-
держивания провода при намотке, а также через за-
жимное устройство, регулирующее натяжение провода, и
закрепляют на шаблоне конец витка (или все его про-
водники, если виток подразделен на элементарные про-
водники) .
58
Следует вниМаФёльно следить, чтобы сгтатывание
провода с барабана или бухты производилось без обра-
зования петель (барашков), являющихся причиной об-
моточного брака из-за повреждения изоляции рядом рас-
положенных проводов при уплотнении катушки в про-
цессе ее укладки в пазы.
Рис. 22. Ручной станок для намотки катушек.
В шаблоне, состоящем из нескольких ручьев, нама-
тывают первую катушку в первом ручье шаблона, затем
переводят виток во второй ручей и наматывают в нем
вторую катушку и так далее, пока не будет намотана
вся катушечная группа. Каждую катушку в прямолиней-
ной части перевязывают лентой или шпагатом, после
чего снимают катушки с шаблона.
Намотку следует производить так, чтобы провода
укладывались на шаблоне, параллельно друг другу, без
перекрещиваний. При намотке катушек, витки которых
состоят из нескольких элементарных проводников, сле-
дует следить, чтобы натяжение проводников было одина-
ковым—без затянутых или выступающих отдельных
проводников, что обеспечит монолитность катушки.
При обрыве провода или его окончании на бухте ме-
сто соединения с другим отрезком провода следует раз-
мещать только в лобовой части. После пайки или сварки
соединение защищают электроизоляционной трубкой или
обвертыванием стеклолентой.
5* 59
Заготовка изоляционных деталей. Материалы, при-
меняемые для изготовления пазовых коробок, междуфа
зовых прокладок, прокладок в пазу и других изоляцион-
ных деталей, подробно указывались в § 1 при описании
заводского исполнения обмоток.
Чаще всего при ремонте повторяют заводское испол-
нение деталей. При отсутствии требуемых материалов и
необходимости замены ни в коем случае нельзя снижать
класс их нагревостойкости. Для повышения эксплуата-
ционной надежности и увеличения срока службы электро-
двигателя целесообразно при ремонте повысить класс
нагревостойкости материалов и, в частности, исклю-
чить материалы класса А, заменив их материалами
класса В.
Также при ремонте нельзя завышать толщину изоля-
ции, главным образом для пазовых коробок; это может
привести к трудностям при укладке обмотки в пазы,
повреждению изоляции обмоточных проводов и разрыву
самих пазовых коробок.
Материалы, из которых изготовляются изоляционные
детали, должны быть соответствующим образом подго-
товлены.
Электрокартон, пленкоэлектрокартон и лакоткань, по-
ступающие обычно в больших тяжеловесных рулонах,
перематывают в рулоны меньших размеров массой до
10—15 кг. Электрокартон просушивают в сушильной печи
при 90—95 °C в течение 1—2 ч. В горячем виде электро-
картон пропитывают в льняном масле или натуральной
олифе и вновь сушат в печи при указанной температуре
в течение 3—4 ч.
Допускается сушка пропитанного электрокартона так-
же и на воздухе. В этом случае время сушки удлиняют
до 24—36 ч. При сушке как в печи, так и на воздухе
рулон электрокартона должен устанавливаться в верти-
кальном положении и быть распушен так, чтобы между
отдельными витками был зазор 2—3 мм.
Следует также определить раскрой материала, обес-
печивающий его минимальные отходы.
Резку заготовок для пазовых коробок и других дета-
лей производят на рычажных ножницах, имеющих огра-
ничительные и прижимные планки.
Резку электрокартона производят таким образом,
чтобы направление волокон, уложенных в паз коробки,
совпадало с продольной осью электродвигателя.
60
Лакоткань разрезают под углом 45е, а стёклолако-
ткань под утлом 15° к осн полотна.
Для предохранения пазовых коробок, выступающих
по торцам стали, от разрыва при укладке обмотки, кон-
цы коробок усиливают манжетами (отворотами), испол-
ненными по одному из вариантов, указанных на рис. 23.
Рис. 23. Манжеты пазовых коробок.
а — манжета, образованная внутренним слоем па-
зовой коробки; б — манжета, образованная тре-
мя слоями пазовой коробки; 1 — сердечник актив-
ной стали; 2 — электрокартон; 3— внутренний
слой лакоткани нли миканита.
Трехслойная манжета (рис. 23,6) является более
падежной, применение ее особо желательно в тех стато-
рах, где нет опорных изоляционных колец на торцах
сердечника активной стали, или где нельзя изолировать
нажимные шайбы статора таким образом, чтобы их изо-
ляция являлась опорой для концов пазовых коробок.
Однако трехслойная манжета занимает больше места,
чем выполненная по рис. 23,а.
При определении длины заготовок для коробок сле-
дует учитывать, что коробка должна выступать из пазов
на длину, указанную в табл. 9.
Таблица 9
Мощность двигателя, кВт Размер А, мм
Рис. 23, а Рис. 23, б
До 5 10 8
Свыше 5 до 40 15 12
Свыше 40 до 100 20 15
При изготовлении пазовых коробок скомплектован-
ные слои заготовок обжимают в опрессовочном приспо-
61
соблении, чтобы придать ИМ нужную форму, И отдельные
слои заготовок склеивают между собой.
Кроме пазовых коробок к началу ремонта должны
быть подготовлены прокладки под клин, прокладки для
установки в середине паза между сторонами катушек,
междуфазовые прокладки, электроизоляционные трубки
для изолировки мест соединения проводов, междукату-
шечных, междугрупповых и выводных соединений, а так-
же пазовые клинья.
Прокладки, укладываемые в паз, должны быть шире
паза, чтобы можно было выполнить их со скосами по
краям. Размер междуфазовых прокладок в лобовых
частях определяется по ширине шагом обмотки, а по
длине вылетом лобовых частей.
Следует отметить, что в достаточно оснащенных элек-
троремонтных цехах заготовка и формовка пазовых
коробок механизирована, производится на специальных
станках, например типа ПКС-940, а фигурные между-
фазовые прокладки вырубаются прессом с помощью
ножей, изогнутых по требуемой форме.
Пазовые клинья изготовляют из просушенной древе-
сины твердых пород — бука, березы или из слоистых
пластиков — текстолита или гетинакса. По своим меха-
ническим качествам, неподверженности усыханию и низ-
кой гигроскопичности текстолит и гетинакс отвечают
всем требованиям, предъявляемым к клиньям.
Высокая стоимость текстолита и гетинакса, а также
трудность обработки ограничивают их применение. Тем
не менее для клиньев толщиной 3—4 мм изготовление их
из текстолита или гетинакса почти неизбежно, так как
тонкие клинья из дерева недостаточно прочны.
Деревянные клинья изготовляют в основном из бука,
березы или клена. Влажность древесины не должна пре-
вышать 10—12%. Для придания дереву повышенных
электроизоляционных свойств и для замедления процесса
поглощения влаги клинья пропитывают олифой или
льняным маслом.
Для пропитки клинья погружают в бачок, заполняют
его олифой или льняным маслом на 20—30 мм выше
уровня заложенных деталей, нагревают бачок до 105—-
НО °C и при такой температуре пропитку проводят в те-
чение 2—3 ч. Качество пропитки контролируется по
виду излома пробной детали, и если при этом не все
сечение клиньев пропитано маслом, время пропитки сле-
62
дует продлить. По окончании пропитки бачок охлаж-
дают, не вынимая из него клиньев. По охлаждении
клинья выгружают на металлическую или деревянную
решетку и подсушивают в печи.
Так как при ремонте расходуется большое количест-
во пазовых клиньев, то целесообразно механизировать
их заготовку. На рис. 24 показана схема станка для из-
готовления деревянных клиньев. На вертикальном
шпинделе станка установлена фасонная фреза 1
с пятью-восемью канавками,
имеющими профиль клина.
Доску 2 продвигают по пли-
те станка и фрезеруют на ее
поверхности клинья 4. Эти
клинья отрезаются по всей
длине круглой пилой 3, уста-
новленной на горизонтальном
шпинделе станка. После от-
резки клиньев доску 2 вновь
подают под фрезу и продолжа-
ют процесс.
Подготовка статора к ук-
ладке обмотки. Укладка новой
обмотки статора может про-
изводиться только после про-
верки исправности сердечника
активной стали. Устранение
каких-либо даже мелких по-
Рис. 24. Схема станка
для изготовления деревян-
ных клиньев.
вреждений стали после укладки обмотки недопусти-
мо, так как это может привести к нарушению изоляции
катушек.
Статор, переданный для намотки, проверяют на от-
сутствие масляных пятен и загрязнений, которые могли
остаться неудаленными после промывки статора в ванне.
Эти загрязнения удаляют ветошью, смоченной в бензине.
В первую очередь определяют степень прессовки сер-
дечника; активная сталь должна быть опрессована так
плотно, чтобы сила трения между листами исключала
возможность даже незначительного перемещения одного
листа по отношению к другому. При хорошей прессовке
сердечника лезвие перочинного ножа под сильным нажа-
тием руки не должно заходить между листами больше
чем на 1,5—2 мм. Недостаточная прессовка выявляется
наличием ржавых пятен на поверхности расточки статора
63
из-за так называемой контактной коррозии, являющейся
результатом перемещения и трения отдельных листов
стали.
Чаще всего ослабление прессовки наблюдается в зуб-
цовой зоне сердечника. Для ее восстановления иногда
достаточно в месте с ослабленной прессовкой плотно за-
бить текстолитовые или гетинаксовые клинья, размеры
которых соответствуют зубцу (рис. 25). Клинья забива-
ют на 2—3 мм ниже повепхности расточки и для предо-
1 lM.lt
Рис. 25. Уплотняющий клин.
Рис. 26. Сварка крайних листов
стали.
хранения от выпадения их обильно промазывают клея-
щим лаком или клеем БФ-2 и отгибают на них края
смежных листов стали. После забивки уплотняющих
клиньев сталь покрывают изоляционным лаком; при по-
следующем ремонте и осмотре стали сохранность лако-
вой пленки поможет убедиться в отсутствии контактной
коррозии в отремонтированном участке стали.
Если нажимные шайбы, прессующие сердечник, или
торцевые утолщенные листы активной стали недостаточ-
но жестки, то на торцах сердечника зубцы расходятся,
образуя так называемый «веер». Исправление можно
произвести пропиливанием в зубцах наклонных пазов и
проваркой этих пазов тонким сварочным швом 1, как
это указано на рис. 26. При пропиливании и проварке
зубцов сердечник сжимают в зубцовой зоне временными
кольцами 3 при помощи стяжных болтов 2, пропущенных
через пазы. После проварки швы запиливают заодно
с поверхностью расточки. Указанный способ устранения
«веера» применим для электродвигателей малой мощно-
сти. Для более мощных и ответственных электродвигате’
64
й этот способ ремонта стали не рекомендуется, так как
в местах наложения сварочного шва может быть повы-
шенный нагрев сердечника, неблагоприятно отражаю-
щийся на пазовой изоляции и изоляции обмоточных про-
водов. Для таких электродвигателей способ крепления
активной стали должен быть модернизирован: установ-
лены более массивные нажимные шайбы, дополнитель-
ные нажимные пальцы и др.
Повреждение обмотки статора, сопровождающееся
возникновением электрической дуги, может вызвать
оплавление участка активной стали. В этих случаях вы-
рубают всю поврежденную зону так, чтобы не осталось
сплавленных между собой листов, раздвигают листы от-
верткой или ножом и между ними на глубину 10—15 мм
закладывают пластинки слюды 0,05^-0,07 мм, после чего
покрывают отремонтированный участок горячим лаком
БТ-99.
Когда поврежденный участок стали находится
в пазу, то вырубленную часть заполняют замазкой или
прокладками из текстолита, гетинакса или миканита.
Если зона повреждения значительна, иногда приходится
обрубать целиком зубец на длину одного-двух пакетов.
В этом случае вырубленный зубец заменяют заполните-
лем из текстолита или гетинакса. Заполнитель нужно
тщательно подогнать по месту, чтобы он плотно лежал
между обмоткой и сталью.
Следует отметить, что выплавление больших объемов
стали и повреждение межлистовой изоляции могут по-
требовать полной перешихтовки активной стали с пере-
изолировкой всех листов и равномерным распределением
поврежденных листов по всему сердечнику.
Поверхностное замыкание листов стали, так называе-
мые «затертые места», устраняют переносной шлифо-
вальной машинкой с наждачным круглым или пальчико-
вым камнем, а при отсутствии шлифовальной машинки
опиловкой или шабровкой поврежденных мест.
Во всех случаях порчи обмотки из-за чрезмерно вы-
сокой температуры сердечника, а также после ремонта,
связанного с вырубкой большого объема активной стали,
сердечник проверяют на отсутствие замыкания между
листами стали и вследствие этого его повышенного на-
грева.
Для проверки на статор наматывают несколько вит-
ков гибкого провода — намагничивающую обмотку и
65
Пропускает через Неб переменный ток. 6 сердечнике со-
здается магнитный поток, и поврежденные места нагре-
ваются. Проверку производят при индукции в спинке
1 Т, для создания которой число витков намагничиваю-
щей обмотки составляет:
w = (45 -е- 50)
где U — напряжение сети, питающей намагничивающую
обмотку, В; Q — сечение спинки сердечника, равное про-
изведению активной длины сердечника, определение ко-
торой приведено в § 3, на
высоту спинки, мм2.
При указанной индук-
ции максимальный пере-
грев отдельных участков
стали над температурой
окружающего воздуха че-
рез 90 мин после начала
Рис. 27. Оправка для пазов. испытания не должен
превышать 45 С, а раз-
ность между температурой отдельных участков стали не
должна превышать 30 °C.
Пазы статора очищают от остатков старой изоляции
и при необходимости опиливают напильником. Смещен-
ные, выступающие в пазы зубцы выправляют стальной
оправкой (рис. 27), размеры которой равны размерам
паза в свету с допуском по ширине и высоте мм,
после чего продувают сердечник сжатым воздухом.
В тщательно проверенные и очищенные пазы устанав-
ливают пазовые коробки, располагая их так, чтобы вы-
ступающие из пазов части коробок — вылеты были оди-
наковыми с обеих сторон сердечника, а сами коробки не
были перекошены относительно шлица (щели) паза.
После укладки всех пазовых коробок пространство
между нажимными шайбами, прессующими сердечник,
и вылетами пазовых коробок заполняют прокладками
в виде узких длинных полос электрокартона, электронита
или миканита, согнутых в кольцо. Эти полосы должны
быть на 3—4 мм шире толщины нажимной шайбы. Для
предохранения от выпадания их скрепляют между собой
и с сердечником.
66
Прокладки на нажимной шайбе служат опорой для
вылетов коробок, являющихся слабым местом пазовой
изоляции из-за неизбежных механических нагрузок, ко-
торым вылеты подвергаются при укладке катушек
в пазы и отгибе лобовых частей.
Другим мероприятием, предотвращающим поврежде-
ние вылетов пазовых коробок, является опиливание
(заваливание) острых граней зубцов на торцах сердеч-
ника, а также насадка фибровой или электронитовой
гребенки на вылеты пазовых коробок.
В некоторых электродвигателях для упрочнения выле-
тов предусмотрено уширение пазов по краям сердечника,
куда закладывают U-образныс коробочки (манжеты) из
электрокартона, фибры или другого гибкого и прочного
электроизоляционного материала.
Укладка обмотки является одной из наиболее ответ-
ственных операций ремонта. Перед укладкой обмотчик
должен получить и подробно ознакомиться с обмоточно-
расчетной запиской ремонтируемого электродвигателя,
в которой указывают:
паспортные данные электродвигателя;
число пазов статора;
марку и размеры обмоточного провода;
вид обмотки;
число витков в катушке;
число параллельных проводов в каждом витке;
шаг обмотки;
число параллельных ветвей в фазе;
число катушек в группе;
порядок чередования катушечных групп.
Каждый обмотчик помимо обычного измерительного
и монтерского инструмента (плоскогубцы, круглогубцы,
кусачки, стальной и деревянный молотки, мерные линей-
ки и др.) должен иметь специальный инструмент
(рис. 28), который во избежание порчи изоляции при
укладке обмотки должен содержаться в полном порядке,
не иметь зазубрин, заусенцев и других дефектов.
Рабочим местом обмотчика является поворотный
стол, дающий возможность поворачивать статор вокруг
вертикальной оси (рис. 29). Он состоит из верхнего по-
воротного диска 1 и нижнего неподвижного диска 6, при-
крепленного к верстаку 8 с помощью болтов 5. В дисках
проточена кольцевая канавка, в которую заложены ша-
рики 4, что дает возможность легко поворачивать диск 1
67
вокруг оси вращения 7. Втулка 2 служит для подачи
смазки в эту ось. Фиксация положения поворотного
диска по отношению к неподвижному осуществляется
защелкой <?, входящей в прорези, расположенные по пе-
риферии диска 1.
Для поворота статора вокруг его горизонтальной оси
служит роликовая подставка, устанавливаемая на пово-
Рис. 28. Набор инструментов обмотчика.
1 — текстолитовая клиновидная пластина для отгиба лобовых частей; 2—на-
бор из 5—6 шт. подбоек для уплотнения проводов в пазу; 3 — стальная пла-
стинка с закругленными гранями (считалка) для переборки витков; 4 — тек-
столитовая или гетинаксовая пластинка для проталкивания проводов через
шлиц паза; 5 — нож для обрезки краев пазовых коробок, выступающих из
шлицев пазов.
Рис. 29. Поворотный стол.
68
ротном столе. Поворотный стол и роликовая подставка
дают возможность установить статор в любом удобном
для обмотчика положении.
Укладку двухслойной обмотки начинают с проверки
симметричности расположения пазовых коробок.
Катушку, подлежащую укладке, располагают над
пазом, находящимся в самом низу расточки, и, пользуясь
пластинкой 4 (рис. 28), проталкивают в паз все провод-
ники нижней стороны катушки.
Во избежание перекрещивания проводников в пазу
укладку производят в том же порядке, в котором эти
проводники наматывались на шаблон. Необходимо внима-
тельно следить, чтобы все проводники располагались
параллельно друг другу. Указанным способом, поворачи-
вая каждый раз корпус статора на одно пазовое деление,
укладывают на дно паза все остальные нижние стороны
катушек первой катушечной группы. Верхние стороны
катушек этой группы остаются пока не уложенными. За-
тем в пазы закладывают междуслойные прокладки, а на-
чало и конец катушечной группы надежно закрепляют
лентой, шпагатом или «чулком» по наружному контуру
головок лобовых частей крайних катушек. Выводные
конпы располагают параллельно проводам катушки.
Далее все катушки укладывают в пазы как нижними,
так и верхними сторонами, причем после укладки ниж-
них сторон катушек в пазы закладывают междуслойные
прокладки, закрепляют начало и концы групп, а затем
закладывают верхние стороны катушечных групп. Меж~>
дуслойные прокладки, уложенные неправильно, с пере-
косом, не только не достигают своей цели — изолировать
между собой стороны разных катушек, уложенных в один
паз (катушки могут принадлежать разным фазам),
но и могут явиться причиной брака при уплотнении
обмотки.
Закладка верхних сторон катушек является более
сложной операцией, чем закладка нижних сторон, так
как часть паза уже заполнена проводами нижней катуш-
ки и междуслойной прокладкой.
Перед закладкой проводов верхних катушек произ-
водят уплотнение проводов в пазу. Для этого в паз встав-
ляют уплотнитель 2 (рис. 28), продвигают его по между-
слойной прокладке и одновременно с продвижением
ударяют по нему молотком, тем самым осаживая обмот-
ку ко дну паза. Перед укладкой проводов верхних кату-
69
тек их выравнивают и через шлиц закладывают в паз.
В некоторых случаях после укладки только части прово-
дов верхней катушки приходится повторно уплотнять паз.
После укладки всех витков вновь уплотняют провода,
закладывают подклиновые прокладки и заклинивают
пазы, не допуская заедания пазовых коробок забивае-
мыми клиньями, которыми можно легко повредить пазо-
вые коробки.
В процессе укладки верхних сторон катушек и закли-
новки пазов в лобовых частях между катушечными груп-
пами устанавливают прокладки под первые катушки
каждой группы. Эти прокладки называются междуфазо-
выми и являются изоляцией между соседними катуш-
ками, принадлежащими к разным фазам.
Форма междуфазовых прокладок должна повторять
форму лобовых частей обмотки с припуском в 5—7 мм
по всему контуру. Эти прокладки должны перекрывать
концы выступающих из пазов междуслойных прокладок.
Перед укладкой последних катушек необходимо не
заложенные ранее в пазы верхние стороны катушек пер-
вого шага отогнуть к центру расточки, для того чтобы
создать возможность укладки нижних сторон последних
катушек.
Укладка верхних сторон шаговых катушек, которые
подвергались перегибам в лобовых частях и провода ко-
торых могут быть перепутаны между собой, требует вни-
мания и достаточных производственных навыков обмот-
чиков. В частности, до укладки проводники расправляют
и придают им нужную форму, а саму укладку в пазы
производят осторожно, следя за целостью изоляции, па-
раллельностью и отсутствием перекрещивания провод-
ников.
В процессе укладки обмотки производят отгиб
(отбойку) лобовых частей в направлении от внутреннего
к наружному диаметру сердечника статора. Этот отгиб,
величина которого составляет 6—8°, должен обеспечи-
вать свободный ввод ротора в расточку статора.
Чтобы не повредить вылеты пазовых коробок, отгиб
лобовых частей должен начинаться не ближе 10—15 мм
от торца пакета стали. Производится отгиб специальной
пластиной, накладываемой всей своей поверхностью на
лобовые части. Для проверки симметричности отгиба по
окружности статора рекомендуется пользоваться шаб-
лоном.
170
Так как при отгибе лобовых частей катушки плотно
прижимаются друг к другу, и изоляция проводов может
быть при этом нарушена, рекомендуется в местах сопри-
косновения катушек закладывать между ними дополни-
тельную изоляцию из прокладок лакоткани.
Укладка однослойных обмоток проще, чем двухслой-
ных; отпадает серьезная операция — подъем и последую-
щая укладка одной стороны катушек первого шага, нет
надобности в укладке междуслойных прокладок. Во всем
остальном процесс укладки однослойных и двухслойных
обмоток одинаков.
Пайка и изолировка соединений медных и алюминие-
вых проводов. При ремонте всыпных обмоток соедине-
ние проводов производят пайкой или сваркой.
При пайке соединяемые концы проводов очищают от
окислов, жировых и других загрязнений, нагревают до
определенной температуры (соединяемые концы прово-
дов при этом остаются твердыми) и между ними вводят
расплавленный припой — легкоплавкий металл или
сплав, который смачивает соединяемые поверхности и
после охлаждения и затвердения скрепляет их.
При сварке соединение проводов происходит за счет
местного расплавления металла на концах проводов.
Расплавление производится теплом от электрической
дуги (электросварка) или при горении газов (газопла-
менная сварка).
Применяемые при пайке припои в зависимости от тем-
пературы плавления разделяются на мягкие и твердые.
Мягкими припоями, применяемыми при ремонте
всыпных обмоток, являются оловянно-свинцовые марок
ПОС40 и ПОСЗО, содержащие соответственно 39—41 и
29—31 % олова. Температура начала плавления этих
припоев 183°C, а конца плавления соответственно 235
и 255 °C.
Увеличение содержания олова в припое повышает его
жидкотекучесть. При соединениях, где паяльные зазоры
представляют собой глубокие узкие щели применяют
припой ПОС40, а в соединениях со сравнительно широ-
кими щелями — припой ПОСЗО. Применение в данном
случае более богатого оловом припоя неоправданно;
в процессе пайки припой будет вытекать из щели.
Твердый припой, нашедший наибольшее применение
при ремонте всыпных обмоток—меднофосфористый мар-
ки ПМФ7, являющийся сплавом меди и фосфора, содер-
71
жание которого в сплаве составляет 7—8,5%. Темпера
тура начала и конца плавления соответственно 710 и
800 °C.
При пайке медных проводов оловянно-свинцовым при-
поем применяют флюс — канифоль в виде порошка или
25%-ного раствора в спирте (флюс марки КСп). Назна-
чение флюса— улучшение смачиваемости соединяемых
поверхностей расплавленным припоем и защита от окис-
ления в процессе пайки.
Рис. 30. Сварка и изоли-
ровка соединений прово-
дов.
а — сварка соединения;
б — изолировка соединения;
/ — свариваемые провода;
2 — угольный электрод; 3 —
держатель электрода; 4 —
ручные клещи; 5 — изолиро-
ванные ручки клещей;
6 — ось клещей: 7 — сменные
графитовые электроды кле-
щей: I— изоляционная труб-
ка. насаживаемая на
провод; II — изоляционная
трубка, насаживаемая на
соединение.
Флюсом для медно-фосфористого припоя является
обезвоженная бура; при недостаточном опыте пайщиков
.допускается пайка этим припоем без флюса.
Медные провода всыпных обмоток обычно соединяют
.сваркой (рис. 30). Для этого с концов проводов на длине
35—40 мм снимают изоляцию, зачищают концы и наса-
живают на них изоляционные трубки I по диаметру
изолированного провода и на один из концов дополни-
тельную трубку II большего диаметра. Затем скручива-
ют между собой концы проводов четырьмя-пятью вит-
ками на участке 25—35 мм и сваривают торцы проводов
угольным электродом. При сварке проводов диаметром
до 1 мм диаметр электрода от 5 до 6,5 мм, при сварке
проводов диаметром больше 1 мм диаметр электрода
10—12,5 мм. Напряжение при сварке проводов диамет-
72
ром до 1 мм должно быть 6—12 В, для сварки проводов
большего диаметра 24—36 В.
После зачистки оплавленного места отгибают скрутку
на один из проводов и надвигают изоляционную трубку
II на скрутку. При отсутствии изоляционных трубок
соединение изолируют двумя слоями стеклолакоткани и
поверх нее одним слоем стеклоленты, подклеивая ее ко-
нец клеем или лаком.
Возникновение дуги при сварке и оплавление со-
единяемых проводов происходит за очень короткое
время — доли секунды. Передержка дуги приводит к пе-
режогу металла и связанной с этим хрупкости соедине-
ния, из-за чего при изгибе проводов они ломаются рядом
с местом сварки. Поэтому очень часто наряду со сваркой
применяют пайку проводов медно-фосфористым припоем
марки ПМФ7 .
Для соединения медного провода с кабельным нако-
нечником конец провода зачищают от изоляции, облужи-
вают погружением в ванночку с расплавленным припоем
марки ПОСЗО и паяют с предварительно облуженным
кабельным наконечником припоем ПОС40.
При пайке оловянно-свинцовыми припоями обычно
пользуются паяльниками с электронагревом, в которых
вокруг медного стержня (наконечника, которым про-
изводятся расплавление припоя и нагрев места со-
единения), изолированного жаростойким миканитом,
наматывается нагревательный элемент — спираль из ни-
хромовой или фехралевой проволоки. Для питания на-
гревательного элемента пользуются напряжением 10—
36 В, которое более безопасно и позволяет применять для
нагревателей провода большего диаметра, чем при на-
пряжении 220 В.
Паяльники с электронагревом быстро выходят из
строя из-за окисления и перегорания нагревательного
элемента, кроме того, они неэкономичны, так как значи-
тельная часть тепла рассеивается. Более экономичными
являются дуговые паяльники, где стержень (наконечник)
нагревается электрической дугой, которая горит между
ним и угольным электродом. Паяльник питается на-
пряжением 35—40 В и потребляет ток 40—45 А.
При электросварке проводов и пайке дуговыми паяль-
никами следует пользоваться очками с защитными стек-
лами для предохранения глаз от действия электрической
Дуги.
6-980
73
Соединение алюминиевых проводов между собой или
с медными значительно сложнее, чем соединение медных
проводов из-за специфической особенности алюминия —
быстрого образования на поверхности химически стой
кой, тугоплавкой и малопроводящей пленки.
Для пайки применяют припои марок П250А, П300А и
«Б», состав и температура плавления которых следую-
щие:
припой марки П250А— олово 79—81%, цинк 19—
21%; температура плавления 250°С;
припой марки ПЗООА-—цинк 59—61%, кадмий
39—41%; температура плавления 310 qC;
припой марки «Б» — цинк 80%, алюминий 12%,
медь 8%; температура плавления 410 °C.
Пайка указанными припоями производится с флюсом
марки Ф59А, состав которого: кадмий борфторид 3%,
аммоний борфторид 5%, триэтаноламин — остальное.
Применяют следующие способы соединения проводов:
Пайка способом погружения. Соединяемые концы
облуживают, скручивают, офлюсовывают и опускают
в ванну с расплавленным припоем. Применяется для
внутрикатушечных соединений, а также для выводных
соединений алюминиевых проводов с медным при диа-
метре алюминиевого провода до 2 мм.
Пайка способом заливки. Соединяемые концы облу
живают, собирают встык в разборной асбоцементной
форме и заливают расплавленным припоем. Этот способ
применяется для внутрикатушечных соединений, а также
для выводных соединений алюминиевых проводов с мед-
ным при диаметре алюминиевого провода более 2 мм.
Сварка способом контактного нагрева. Сваривание
торцов соединяемых проводов производят за счет тепла,
выделяющегося в месте контакта с токоведущими графи-
товыми губками ручных клещей и графитовым электро-
дом. Применяется для соединения алюминиевых прово-
дов диаметром до 2 мм.
Ниже приводится описание операций по выполнению
указанных соединений.
Зачистка концов провода. С концов алюминиевых про
водов удаляют эмалевую изоляцию на длине 60—7'0 мм,
с концов медных проводов удаляют оплетку и резиновую
изоляцию на длине 35—40 мм, оголенные жилы зачища
ют до блеска. Удаление эмали с проводов диаметром до
1 мм производят ножом, с проводом диаметром свыше
74
1 мм металлическими щетками, вращающимися на-
встречу друг другу. Окончательную зачистку производят
стеклянной шлифовальной шкуркой. Зачищенные концы
тщательно протирают бязевым тампоном, смоченным
ацетоном или бензином. Перерыв между зачисткой и
лужением или сваркой не должен превышать 2—3 ч.
Лужение. Лужению подвергают все зачищенные кон-
цы проводов за исключением алюминиевых, соединяемых
сваркой контактным нагревом. Концы алюминиевых про-
водов покрывают флюсом Ф59А, а концы медных прово-
дов (выводов) — флюсом КСп. Флюс наносят тонким
слоем окунанием в ванночку или мягкой кистью. Для
полуды офлюсованные концы погружают в ванночку
с расплавленным припоем П25ОА или ПЗООА. Темпера-
тура нагрева припоя П250А — 310—320 °C, припоя
ПЗООА — 370—380 °C. Время выдержки до выравнивания
температуры и прекращения выделения паров и дыма
ориентировочно составляет 3—40 с и уточняется опыт-
ным путем. Облуженные концы встряхивают для удале-
ния излишков припоя. Остатки флюса Ф59А не позже
чем через Г—1,5 ч удаляют промывкой в горячей
(60—70 °C) проточной воде и очисткой волосяной щеткой
в течение 1,5—2 мин с последующей промывкой в холод-
ной проточной воде и протиркой насухо чистым бязевым
тампоном. Остатки флюса КСп после лужения не удаля-
ют. При перерыве между лужением и пайкой более од-
ного дня подлежащие пайке поверхности проводов сразу
после лужения консервируют нанесением па них флюса
КСп и высушиванием полученной пленки на воздухе.
Пайка погружением. При выполнении внутрикатушеч-
ных соединений скручивают между собой концы алюми-
ниевых проводов четырьмя-пятью витками на участке
длиной 25—35 мм. Для выводных соединений алюминие-
вый провод обматывают вокруг медного с расстоянием
(шагом) между витками в 2—3 мм на участке 25—35 мм.
Скрутку покрывают тонким слоем флюса КСп окунанием
в ванночку или мягкой кистью и затем погружают в ван-
ночку с расплавленным припоем П250А или ПЗООА. Тем-
пература нагрева припоя П250А 295—305 °C, припоя
ПЗООА 345—355 °C. Время выдержки до выравнивания
температуры ориентировочно составляет 5—15 с и уточ-
няется опытным путем. После выемки из ванночки дают
припою отвердеть, протирают место соединения бязе-
вым тампоном, смоченным спиртом, герметизируют его —
6* 75
покрывают кистью глифталевым лаком ГФ-95 и изоли-
руют соединение так же, как для медных проводов.
Пайка заливкой. Облуженные концы проводов вы-
правляют, выравнивают по торцу и собирают встык
в разборной асбоцементной форме (рис. 31). Стык со-
единяемых проводов должен находиться против литни-
кового отверстия. Собранные полуформы плотно стяги-
вают струбциной и надежно закрепляют. Заливают фор-
Рис. 31. Разъемная форма для за-
ливки проводов.
а — форма в сборе: б — полуформа;
d — диаметр голого медного провода:
d\ — диаметр изолированного медного
провода; d2 — диаметр алюминиевого
провода.
му расплавленным при-
поем «Б», нагретым до
температуры 700—750 °C,
производя заливку непре-
рывной струей. После за-
твердения припоя снима-
ют струбцину, разбивают
асбоцементную форму,
удаляют литник, зачища-
ют соединение, герметизи-
руют и изолируют его так
же, как при пайке погру-
жением.
Сварка контактным
нагревом. Сварку алюми-
ниевых проводов контакт-
ным нагревом производят
аналогично сварке мед-
ных проводов. Соедине-
ние не требует гермети-
зации.
Несоблюдение технологии пайки и сварки влечет за
собой разрушение соединений из-за недостаточной меха-
нической прочности или в результате коррозии.
Сушка, пропитка и защитное покрытие обмотки.
Эксплуатационная надежность отремонтированных элек-
тродвигателей определяется не только видом и качеством
применяемых материалов для изоляции обмоток, но и
правильной пропиткой обмоток. Помимо повышения
электрических и механических качеств изоляции про-
питка повышает также ее нагревостойкость и влагостой-
кость, улучшает ее теплопроводность. Сущность пропитки
заключается в удалении влаги из пор изоляционных ма-
териалов, заполнении пор жидким лаком и сушке лака
для перевода его в твердое состояние. При пропитке про-
исходит также цементация витков обмотки между собой
76
и с витковой и корпусной изоляцией, чем предотвраща-
ется возможность относительного перемещения и истира-
ния проводниковой И ВИТКОВОЙ изоляции.
Покрытие обмоток покровным лаком и эмалью за-
щищает их от воздействия некоторых химических реаген-
тов и от механических повреждений, а также способст-
вует меньшему загрязнению.
Помимо высоких электроизоляционных качеств, лаки
не должны размягчаться и быть эластичными при нагре-
ве до температуры, соответствующей их классу нагрево-
стойкости, не оказывать вредного воздействия на медь,
сталь и изоляционные материалы, обладать достаточной
адгезией не быть токсичными и обладать малой горю-
честью.
В зависимости от вида изоляции обмоточного про-
вода, а также от исполнения машины выбирают марку
лака и эмали, применяют тот или иной режим сушки и
пропитки обмоток. Марки лаков и эмалей, а также коли-
чество пропиток и покрытий эмалью указаны в табл. 10.
Основное оборудование для сушки и пропитки обмо-
ток перечислено ниже.
1. Сушильная печь с температурой нагрева 150—
200 °C, имеющая устройство для автоматического регу-
лирования температуры и поддержания ее на заданном
Таблица 10
Наименование [Класс нагревостойкости изоляции
А Е В
Нормаль- ное испол- нение изо- ляции Химостой- кое или влагостой- кое испол- нение изо- ляции Нормаль- ное испол- нение изо- ляции Химостой- кое или влагостой- кое испол- нение изо- ляции Нормаль- ное испол- нение изо- ляции
Марка пропиточно- го лака МЛ-92 МЛ-92 МЛ-92 МГМ-8 МЛ-92 МГМ-8 МЛ-92 МГМ-8
Количество пропи- ток лаком 2 3 2 3 2
Марка покровной эмали ГФ-92ХС ГФ-92ХК ГФ-92ГС ГФ-92ГС ГФ-92ХС ГФ-92ХК ГФ-92ГС ГФ-92ГС ГФ-92ГС
Количество пыкры- тий эмалью 1 2 1 2 1
77
Продолжение табл. 10
Наименоваше Класс нагревостойкости изоляции
В F н
Химостой- ксе или влагостой- кое испол- нение изо- ляции Нормаль- ное испол- нение изо- ляции Химостой- кое или влагостой- кое испол- нение изо- ляции Нормаль- ное испол- нение изо- ляции Химостсй- кое или влагостой- кое испол- нение изо- ляции
Марка пропиточно- го лака МЛ-92 МГМ-8 МГМ-8 МГМ-8 ПЭ-933 К-47к К-47к
Количество пропи- ток лаком 3 2 3 2 3
Марка покровной эмали ГФ-92ГС ГФ-92ГС ГФ-92ГС ЭП-92 ПКЭ-22 ПКЭ-22
Количество покры- тий эмалью 2 1 2 2 2
уровне. При сушке должны быть обеспечены циркуляция
горячего воздуха и удаление паров воды и разбавителей,
температура должна быть стабильной во всем объеме
печи. Разность температур в рабочей зоне печи не долж-
на превышать 5—8 °C. Несоблюдение этого влечет к не-
достаточной сушке в зонах с пониженной температурой
и чрезмерной сушке в зонах с повышенной температурой.
На рис. 32 изображена сушильная печь, хорошо себя
зарекомендовавшая в эксплуатации. Каркас печи имеет
двойные стенки, между которыми заложена шлаковата
или минеральная вата; стенки облицованы с боков и
сверху пеношамотным крипичом. Нагреватели печи,
обычно трубчатые, расположены вне печи и рассчитаны
на создание температуры в рабочей зоне до 200 °C, что
позволяет сушить обмотки и электродвигатели с раз-
личными видами изоляции, в том числе и с кремнийорга-
нической.
Сушка изделий производится циркулирующим горя-
чим воздухом. Нагнетаемый вентилятором воздух про-
ходит через нагреватели, поступает в печь через входной
патрубок (в середине печи), омывает подвергающиеся
сушке изделия и по трубам, расположенным на боковых
стенках печи, поступает опять в вентилятор.
Разность температур в рабочей зоне печи не превы-
шает 5 °C.
78
Для удаления паров и подсоса свежего воздуха воз-
духопровод имеет регулируемую задвижку.
Первый период сушки характеризуется выделением
из пропитанной обмотки паров растворителей; в это
время сушильная печь работает по разомкнутому циклу
и нагретый воздух вместе с парами растворителя выбра-
сывается в атмосферу.
Через некоторое время количество паров растворителя,
выделяющегося из обмотки, уменьшается и установка
переводится па работу по замкнутому циклу.
2. Ванна для пропитки лаком должна быть рассчи-
тана на полное погружение в нее пропитываемых дета-
лей. .Вязкость залитого в ванну лака проверяют 1 раз
в 5—7 дней. Допускаемая вязкость по вискозиметру ВЗ-4
при 20°C указана в табл. И.
Таблица II
Марка лака Вязкость лака, с
минимальная максимальная
МЛ-92 20 35
ПЭ-933 25 30
К-47к 17 27
МГМ-8 15 35
Так как растворители лаков постепенно улетучива-
ются и лак густеет, то периодически в ванну с лаком до-
бавляют растворители, необходимое количество (кг) ко-
торых определяют по формуле
<?2
где х— добавляемое количество растворителя, кг; Л —
количество лака в ванне, кг; — плотность лака в ванне,
г/см3; </2— плотность растворителя, г/см3; bi —содержа-
ние нелетучих в ванне, % по массе; Ьг — желаемое со-
держание нелетучих после разбавления, % по массе.
Периодически проверяют также пленку, образуемую
лаком: опускают в бак полоску электрокартона или бу-
маги, вынимают ее и дают лаку стечь. Пленка лака
должна быть ровной, без просветов. Температуры раст-
ворителя и лака должны быть близкими; применение не-
соответствующих растворителей может повлечь за собой
свертывание лаковой основы и порчу всего лака.
80
Применяют пропиточные ванны различной формы и
конструкции; во всех случаях ванна должна быть обору-
дована специальным подъемно-транспортным устройст-
вом в виде тельфера соответствующей грузоподъемности
или тали и иметь плотно закрывающуюся крышку. На
дне устанавливают решетку с небольшим углом наклона
(5—10°), что облегчает выход воздуха из пропитываемых
статоров.
Некоторые конструкции пропиточных ванн оборуду-
ются нижней подачей лака из отдельного подъемного
резервуара. При такой конструкции ванн узлы и обмотки
загружают в порожнюю пропиточную ванну, после чего
ванну плотно закрывают крышкой и подают в резервуар
с лаком сжатый воздух или инертный газ. Пропиточный
лак подается в ванну под давлением, а по окончании
пропитки стекает в резервуар самотеком.
При такой конструкции ванны пропитанные обмотки
остаются внутри нее (на решетке) до тех пор, пока из-
лишки лака не стекут.
Если в конструкции ванны не предусмотрена нижняя
подача лака, пропитанные обмотки и узлы извлекают из
ванны и укладывают на наклонную решетку, установлен-
ную таким образом, чтобы излишки лака стекали
в ванну.
Пропитка обмоток лаками слагается из предваритель-
ной сушки до пропитки, собственно пропитки и сушки
после пропитки. Предварительная сушка имеет целью
удаление влаги из волокнистой изоляции, а также подо-
грев обмоток для улучшения проникновения лака при
последующей пропитке.
После предварительной сушки статор, подогретый до
60—70 °C, погружают в ванну с лаком па 150—200 мм
ниже уровня лака и выдерживают в пей до прекращения
выделения пузырьков воздуха, что свидетельствует
о полном проникновении лака в обмотку.
По окончании первой пропитки пропитываемую де-
таль вынимают из ванны, устанавливают на решетку
для стекания с нее излишка лака, выдерживают на воз-
духе и загружают в печь для сушки. Число последова-
тельных пропиток и сушек обычно составляет две, а для
ответственных машин, работающих в тяжелых условиях
эксплуатации, увеличивается до трех.
После каждой пропитки тряпкой, смоченной в раство-
рителе, удаляют лак с тех мест, которые не должны ла-
§1
Таблица 12
-ЛНеон вн нии *ах ю о О О о ееоо
нии ‘bmbit аннвмэхэ -- « lOlOLOlO S а
hhw ‘eMJ-Hucdu BEcIoig со 10 10 10 10 о лжец
1Я ступень Продол- житель- ность, я СМ 10 о ч 00
: сушка го о m Эо 'вс1 -лхЕсЬииах —• О LO ю о — см
Первая к £ ГО о) ‘Ч1ЭЭНЧ[ГЭ1 •HiKiroifcdjj СМ со 1 00 00 СМ СО
ф с £ Эо *ed£i -ЕЙаииэх о ю ююю см со см
Выдержка на воздухе, мин СО о о о о О О СО СО
нни ‘емве эинвиахэ Г- ю шю ю
нни ‘шшшойп ввябац to io киою
сушка я ступень "Н &3 й 8. я g CSf-S ю СС
тельная го CQ 3 о ‘cd -л'хвйэииэх 205
К S' СП К а с Первая сту- пень ь ‘ЧХООНЯЕЭ! -HyKiroifod]j Эо ‘ECMj. -и<3аниэ£ со СМ 125 3—4 135 3—4 100 3—4 125 3
emel- — МЛ-92 МГМ-8 К-47к
ступень Продолжи- т ельность, ч со OJ о см । m см о
Э В Вторая еперату- ра, “С ю сч 1 I О LO I 1 со о — см
ф £—,
И
1 Л я должн- ость, ч OJ со СО О | СО
к Я ч см
>1 с S
о
К
и ф «о С-о ф OJ ю ю ш ю см со <— см
С ia tu
го ь &? «0 3 г СО S хе, мин С1 см о с с о СО СО СО <40
НИИ *вя ю ю ю ш
-bit аинвмэхэ см — — •—' —
Третья гттучпптсгя мин о см ю ю ю ю
г j “ о о
ступень £ Як о о 1111 00 00
К го йр
:ушка £ се Темпер тура, СО 1 I О 'О 1 1 О см
го сх 2 СО гу пень Продол- житель- ность, ч 12 14 2—3 3
ф
к
S с 8.0° ы « Е ГО S о. <о LO -ф ю ю см СО — см
ф >,
” го р - <м°?й
кироваться (выводные концы, заточки в корпусе статора
и др.), и покрывают их вазелиновым маслом.
Ориентировочные режимы пропитки и сушки обмоток
в зависимости от марки лака приведены в табл. 12.
Окончательные режимы отрабатывают и уточняют на
опытных образцах. Качество пропитки и сушки обмотки
проверяют внешним осмотром и замером сопротивления
изоляции. Обмотка не должна иметь мест, не заполнен-
ных лаком, не должно быть отлипания лака. Сопротивле-
ние изоляции обмотки (замеренное мегаомметром на на-
пряжение 500 В) относительно корпуса машины и между
обмотками должно быть не менее 1 МОм для обмоток,
пропитываемых в лаках МЛ-92, МГМ-8 и ПЭ-933 при
температуре 95—100 °C, и 0,5 МОм для обмоток, про-
питываемых в лаке К-47к при температуре 180 °C.
Таблица 13
Марка эмали Вязкость по ВЗ-4 при 20 °C, с Сушка после пер- вого покрытия эмалью Сушка после вто- рого покрытия эмалью
Темпе- ратура, °C Продолжи- тельность, ч Темпе- ратура, °C Продолжи- тельность» ч
ГФ-92ХС 20—35 20 24 —
ГФ-92ХК 20—35 20 24 — —
КО-911 80—180 20 24 — —
ГФ-92ГС 20—35 ПО 2—3 но 2—3
ЭП-92 10—22 160 2,5—3 160 5
ПКЭ-22 Первая ступень 20—30 120 5 120 3
Вторая ступень — — 205 12
Примечание. Для ускорения высыхания в эмаль ПКЭ-22 вводят 2% сик“
катива №63 (ГОСТ 1003-73).
Лобовые части обмотки покрывают эмалью краско-
распылителем при температуре обмотки 60—70 °C. Эмаль
наносят ровным слоем до получения гладкой блестящей
поверхности. Обмотки, покрытые эмалью холодной суш-
ки, сушат по режиму, указанному в табл. 13. Обмотки,
покрытые эмалью горячей сушки, предварительно выдер-
живают на воздухе в течение 1 ч, затем сушат в печи по
режиму, указанному в этой таблице.
Испытания обмотки. Помимо обязательных испыта-
ний электродвигателей по окончании ремонта в соответст-
83
вин с ГОСТ 183-74 производят промежуточные поопера-
ционные испытания обмотки на различных стадиях ре-
монта с целью своевременного обнаружения и устране-
ния поврежденных и слабых мест в изоляции, неправиль-
ностей в соединении схемы и других дефектов.
Испытания электрической прочности изоляции про-
изводят после укладки катушек в пазы, после соедине-
ния и пайки, а затем окончательно после пропитки и
сушки изоляции обмотки.
После первых двух испытаний изоляции проверяют
обмотку на отсутствие витковых замыканий и обрывов,
на правильность соединений схемы и маркировки фаз,
надежность паяных соединении, так как устранение де-
фектов в непропитапной обмотке намного проще, чем
в пропитанной.
Испытательное напряжение для всыпных обмоток со-
ставляет, В:
После укладки обмотки, до соединения и пайки схемы 3000
После соединения и пайки схемы....................... 2700
После пропитки и сушки изоляции...................... 2500
Испытание производят с помощью повышающего
трансформатора током промышленной частоты в течение
1 мин. Испытывают изоляцию групп обмотки относи-
тельно корпуса электродвигателя и между рядом распо-
ложенными группами.
При испытании изоляции групп относительно корпуса
выводы всех групп собирают вместе и к ним с помощью
изоляционной штанги (щупа) и шлангового провода
подводят напряжение от одного из выводов испытатель-
ного трансформатора; другой вывод трансформатора
присоединяют к заземленному корпусу электродвигателя.
При испытании изоляции между группами (до со-
единения и пайки схемы) один вывод испытательного
трансформатора прикладывают к выводу одной группы,
а другой — к выводам групп, расположенных справа и
слева от нее. В такой последовательности испытывают
все группы обмотки. Испытание после соединения и
пайки схемы отличается тем, что вместо изоляции группы
испытывается изоляция фазы.
Изоляция считается выдержавшей испытание, если не
произошло пробоя или поверхностного повреждения
изоляции, фиксируемых соответствующими приборами
(место повреждения изоляции не всегда бывает види-
84
r испРавпой изоляции показание включенной
Lint п Перметра близко к нулю, а показание вольт-
L рапно значению испытательного напряжения; при
р ое изоляции стрелка вольтметра падает до нуля,
а стрелка амперметра показывает некоторое значение.
Испытания электрической прочности изоляции долж-
ны производиться с соблюдением всех правил техники
безопасности, в частности с применением резиновых пер-
чаток и ковриков, подачей звуковых и световых сигналов
при включении испытательного напряжения.
Дефекты обмотанных статоров: наличие короткозам-
кнутых витков, неправильное соединение схемы, непра-
вильное число витков в катушках, плохая пайка и дру-
гие— наиболее рационально выявлять специальными ап-
паратами типов СМ-1, СМ-1Б, СМ-2, СМ-4, ЕЛ-1 и им
подобных, разработанных Всесоюзным электротехничес-
ким институтом имени В. И. Ленина (ВЭИ). Пользова-
ние для этой цели примитивными приспособлениями —
подковообразными магнитами, передвигаемыми по
окружности статора, шариками, шарикоподшипниками и
вертушками и другими недостаточно надежно.
Принцип действия аппаратов СМ и ЕЛ следующий.
К аппарату подсоединяют две обмотки, в которые
поочередно посылаются импульсы напряжения высокой
частоты. Если обмотки совершенно одинаковы, т. е. рав-
ны их полные сопротивления (геометрическая сумма
активного и индуктивного сопротивления), то одинако-
выми будут также импульсы тока. Это находит свое
отображение на экране электронно-лучевой трубки: со-
ответствующие кривые, относящиеся к двум сравнивае-
мым цепям, например к разным фазам обмотки, будут
одинаковыми и сольются. Если же в одной из обмоток
будет какой-либо дефект, отражающийся на значении ее
сопротивления, то импульсы тока, проходящего через
испытуемые обмотки, будут различны и на экране трубки
будут видны не одна, а две кривые.
Каждому дефекту соответствует своя характерная
форма кривой, которая позволяет определить вид неис-
правности в обмотке.
Принципиальные схемы всех указанных аппаратов
одинаковы. В аппарате СМ-2 установлена электронно-
лучевая трубка с меньшим экраном; размеры и его масса
в 1,5 раза меньше, чем у аппарата СМ-1, что делает его
более транспортабельным, хотя четкость показаний осо-
85
беннб при наблюдении с большого расстояния хуже, чей
у аппарата СМ-1. Аппарат СМ-4 несколько отличается
от аппаратов СМ-1 и СМ-2 своей схемой. Кроме того, он
не имеет вращающего устройства для переключения
испытуемых обмоток. Подробные характеристики и осо-
бенности каждого типа аппарата, а также способы поль-
зования указаны в проспекте-каталоге, прилагаемом
к аппарату.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
I. Бабенко Д. А., Тепленко С. И„ Чибишев Л. Д. В помощь
электрику—обмотчику асинхронных электродвигателей. М., «Энер-
гия», 1965. 256 с.
2. Бернштейн Л. М. Изоляция электрических машин общепро-
мышленного применения. М., «Энергия», 1971. 368 с.
3. Виноградов Н. В. Обмотчик электрических машин. М., «Выс-
шая школа», 1973, 344 с.
4. Гетман П. Е., Березин В. Б., Хайкнн А. М. Электротехниче-
ские материалы. М., «Энергия», 1969. 544 с.
5. Кокорев А. С. Справочник молодого обмотчика электрических
машин. М., «Высшая школа», 1969, 336 с.
6. Маршак Е. Л. Ремонт обмоток статоров электрических ма-
шин переменного тока. М., «Энергия», 1966. 112 с.
7. Маршак Е. Л., Уманцев Р. Б. Схемы обмоток статоров. М.,
«Энергия», 1967. 86 с.
8. Маршак Е. Л., Уманцев Р. Б. Ремонт электрических машин
общепромышленного применения. М., «Энергия», 1972. 280 с.
9. Обмоточные данные асинхронных двигателей. Под ред.
П. И. Цибулевского, изд. 2-е, доп М., «Энергия», 1971. 392 с.
10. Слоним Н. М. Алюминиевые провода при ремонте асинхрон-
ных двигателей. М„ «Энергия», 1973. 136 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие................................................... 3
1. Серии электродвигателей.................................... 5
2. Схемы .обмоток.............................................12
3. Расчеты обмоток............................................29
4. Технология ремонта обмоток ........ 51
Список литературы................................... . . 87
Евсей Львович М в р ш в к
РЕМОНТ ВСЫПНЫХ ОБМОТОК
АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Редактор издательства И. П. Березина
Обложка художника
А. М. Кувшинникова
Технический редактор Т. А. Маслова
Корректор Г. Г. Желтова
Сдано в набор 31/X 1974 г.
Подписано к печати 10/Х 1975 г. Т-13199
Формат 84хЮ81/з2 Бумага типографская № 2
Усл. печ. л. 4,62+вкл. Уч.-изд. л. 4,9
Тираж 33 000 экз. Зак. 980 Цена 24 коп.
Издательство «Энергия»,
Москва, М-114, Шлюзовая паб., 10.
Московская типография № 10 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета
Министров СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли.
Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10
Цена 24 коп.